平面交叉裂隙非線性滲流模型參數(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測*

毋振華 王者超 郭玟志 楊 斌 劉 杰

(東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，沈陽 110819，中國)

0 引 言

巖體內(nèi)部發(fā)育的裂隙對于巖體的物理性質(zhì)有著較大影響(董艷輝等，2019；趙建軍等，2019)。同時(shí)，巖體內(nèi)部發(fā)育的裂隙網(wǎng)絡(luò)是水和其他流體流動(dòng)的主要通道(劉日成等，2016)。裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流對工程活動(dòng)的影響是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)研究，其在地下水封油庫(李玉濤等，2019)、二氧化碳封存、水利水電工程、計(jì)算地下流場分布、判斷工程穩(wěn)定性等方面有重要作用。

巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)主要由單裂隙和交叉裂隙組成(速寶玉等，1997)，單裂隙和交叉裂隙的滲流規(guī)律已經(jīng)有許多學(xué)者進(jìn)行過相關(guān)研究。在單裂隙滲流方面，Berkwoitz(2002)通過測量數(shù)據(jù)分析、流體數(shù)值模型等方法對單裂隙滲流規(guī)律進(jìn)行了研究。Zimmerman et al.(1996)研究了巖石粗糙單裂隙的滲流現(xiàn)象，討論了用潤滑方程或Hele-Shaw方程代替Navier-Stokes方程時(shí)需要滿足的幾何條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)條件等。在交叉裂隙滲流方面：朱紅光等(2015)通過COMSOL數(shù)值模擬，探究了交叉裂隙滲流的過量壓力降及其產(chǎn)生原因。劉日成等(2016)運(yùn)用染色流體在光滑模型的流動(dòng)研究了交叉裂隙的滲流規(guī)律。Johnson et al.(2006)運(yùn)用染色流體在粗糙裂隙模型中的流動(dòng)，得出交叉裂隙能促進(jìn)流體在交叉位置的混合。李博等(2019)通過隨機(jī)方程模擬裂隙粗糙程度，運(yùn)用數(shù)值模擬等方法確定了交叉裂隙溶質(zhì)混溶方式。詹美禮等(1997)運(yùn)用有限元方法從N-S方程出發(fā)研究交叉裂隙水流的基本特征。劉杰(2019)利用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的方法得到了交叉裂隙幾何條件與交叉裂隙非線性滲流模型非線性參數(shù)的數(shù)值表達(dá)式。……