[发明专利]裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法与装置

说明书

本申请提供一种裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法、装置、电子设备及存储介质。在本申请提供的裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法中，通过构建裂隙装置，在不同的改变所述基准进水压力P_inlet下计算裂隙取样点的非线性渗流比例系数变化率δ_n。若存在非线性渗流比例系数变化率δ_n小于预设值，那么就认定此裂隙取样点对应的裂隙长度为该裂隙的非线性渗流参数的特征长度。通过本申请实施例提供的裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法有利于现场尺度非线性渗流预测和非线性渗流尺度效应机理的研究；且试验过程简单易懂，容易操作；能够获得精准地判别单裂隙非线性渗流参数的特征长度，从而有效预测地下水资源情况预防地质灾害。

技术领域

本申请涉及基岩裂隙研究技术领域，具体而言，涉及一种裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

基岩裂隙是主要的含水层介质之一，地下空间开发、地下能源开采、核废料地质封存等人类活动都会受到基岩裂隙影响，若在施工前未对裂隙水量进行合理评估，极有可能产生严重的地质灾害如矿井和突水等。因此，掌握基岩裂隙渗流特征是有效预测地下渗流、开发地下资源和预防地质灾害等方面的重要基础。然而，由于裂隙具有强烈的非均质性，基岩裂隙渗流存在明显的非达西现象，即渗流特征不满足传统地下水渗流理论。因此，针对基岩裂隙非线性渗流规律迫切需要进行深入的理论分析，研究基岩裂隙非线性渗流过程的变化特征及表征方法。

渗流参数的特征长度对应非线性渗流参数可近似估计非线性程度，能够有效预测基岩裂隙非线性流流量关系和预测地下渗流过程，对渗流参数的特征长度的识别对人类地下水开采、大型地下活动、地质灾害防治等具有理论和工程意义。

目前，对非线性流渗流参数的研究，一般通过制作岩心样品，利用岩心理性参数、流体物性参数拟合压力梯度-流量关系曲线来获得对应非线性渗流参数；但由于岩心样品制作复杂，可能导致参数的精确度不够。或根据线性渗流系数、流量和水压变化，计算错动带非线性流渗透系数；但此方法计算的非线性渗流系数为特定长度裂隙的非线性渗流系数，无法准确预测地下水量。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法、装置、电子设备及存储介质，通过构建裂隙长度可调整的裂隙装置，在不同的改变所述基准进水压力P_inlet下计算裂隙取样点的非线性渗流比例系数变化率δ_n。若存在非线性渗流比例系数变化率δ_n小于预设值，那么就认定此裂隙取样点对应的裂隙长度为该裂隙的非线性渗流参数的特征长度。通过本申请实施例提供的裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法能获取高精度的渗流参数，并可以获得不同裂隙长度下的非线性渗流参数的特征长度；有利于现场尺度非线性渗流的预测和非线性渗流尺度效应的机理研究，并准确预测地下水量有效预防地质灾害。

第一方面，本申请实施例提供一种裂隙非线性渗流参数的特征长度判别方法，该方法包括：步骤1：构建裂隙装置，并从裂隙装置获取若干裂隙取样点X_n。步骤2：以基准进水压力P_inlet从裂隙装置的入口注入水流。步骤3：计算与裂隙取样点X_n对应的非线性渗流比例系数变化率δ_n。步骤4：改变基准进水压力P_inlet，重复步骤2至步骤3，以获得若干裂隙取样点X_n对应的非线性渗流比例系数变化率δ_n。步骤5：判断是否存在非线性渗流比例系数变化率δ_n小于预设百分比的裂隙取样点X_n。步骤6：若存在非线性渗流比例系数变化率δ_n小于预设百分比的裂隙取样点X_n，则将非线性渗流比例系数变化率δ_n小于预设百分比的裂隙取样点X_n处的裂隙长度作为裂隙的非线性渗流参数的特征长度；其中，特征长度为裂隙取样点X_n对应的裂隙的非线性渗流参数不随裂隙尺度上升而变化的裂隙长度。