Combined effects of the roughness, aperture, and fractal features on the equivalent permeability and nonlinear flow behavior of rock fracture networks

物理 分形 非线性系统 机械 磁导率 流量(数学) 表面光洁度 数学分析 复合材料 数学 遗传学 量子力学 生物 材料科学
作者
Mingkai Zhao,Desen Kong,Sen Teng,Jian Shi
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (7) 被引量:11
标识
DOI:10.1063/5.0208425
摘要

The hydraulic properties of a fractured rock mass are largely controlled by connected fracture networks. A thorough understanding of the physical flow processes in fracture networks is essential for assessing the transport capacity of the rock mass. However, the fracture surface roughness morphology, fracture distribution characteristics, and fluid flow regimes strongly influence the flow capacity of a fracture network. To this end, the rough topographic characteristics of fracture surfaces were quantified using fractal theory, and then the effective permeability model and nonlinear seepage effect assessment model of the rough fracture network for different flow regimes were developed based on the possible occurrence of laminar and turbulent flows in a single fracture. Finally, the influences of the geometric parameters of the fracture network on the effective permeability and nonlinear flow characteristics were analyzed. The results show that the prediction results of the proposed models are in good agreement with the field test data and can effectively reveal the seepage influence mechanisms under different flow regimes. Additionally, the results show that the effective permeability is closely related to the fractal dimension, relative roughness, aperture scale, distribution characteristics, and hydraulic gradient of the fractures. The nonlinear behavior of fluid flow significantly reduces the effective permeability of the rock mass. The proposed models can provide a reference for evaluating the transport capacity of rock masses under different fracture distributions and flow regimes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
蓝精灵完成签到 ,获得积分10
1秒前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
1秒前
积极的尔白完成签到 ,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
悠南完成签到 ,获得积分10
4秒前
duoduo完成签到 ,获得积分10
4秒前
6秒前
危机的秋双完成签到 ,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
送线程完成签到,获得积分10
9秒前
喵喵徐完成签到 ,获得积分10
11秒前
轻松红酒完成签到,获得积分20
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
sll完成签到 ,获得积分10
18秒前
Ttimer完成签到,获得积分10
21秒前
YifanWang应助Ttimer采纳,获得10
24秒前
忞航完成签到 ,获得积分10
24秒前
黄梓同完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
28秒前
victory_liu完成签到,获得积分10
32秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
34秒前
藏锋完成签到 ,获得积分10
37秒前
41秒前
胖胖完成签到 ,获得积分0
47秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
48秒前
serendipity完成签到 ,获得积分10
48秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
49秒前
jinjing完成签到,获得积分10
50秒前
葡萄柚子应助蓝色花生豆采纳,获得20
51秒前
54秒前
55秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
绵羊座鸭梨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
舒服的月饼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
优美的莹芝完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
林中雀完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773300
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5609636
关于积分的说明 15430839
捐赠科研通 4905843
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639857
邀请新用户注册赠送积分活动 1587764
关于科研通互助平台的介绍 1542761