弱渗流结构的分布参数模型
岩土工程中地下水渗流模型的建立与分析
岩土工程中地下水渗流模型的建立与分析地下水是岩土工程中非常重要的一个方面，其成因、分布规律、水位变化等都对工程建设具有直接的影响。
在岩土工程中，地下水的流动过程是非常复杂的，需要进行深入分析和模拟。
因此，地下水渗流模型的建立和分析是岩土工程中重要的一环。
一、地下水渗流模型建立的基本思路及步骤地下水渗流模型是指把实际的地下水系统复杂程度抽象为一个由数学模型描述的虚拟系统，通过对模型中水力参数的确定和求解，模拟实际地下水系统的各项参数变化。
地下水渗流模型建立的基本思路是，通过对真实地下水系统（模拟对象）的所处环境、沉积堆积、地静力压力、保护层、气候条件以及岩石构造的变化等因素进行实际测量和观测，获得现场样品或数据。
接着，通过建立地下水系统数学模型，对实际地下水系统进行模拟和规划。
地下水渗流模型建立的步骤一般包括以下几个步骤：实际地下水环境分析、地下水系统数学建模、数值计算、数据处理及模型验证。
在建立地下水渗流模型之前，首先需从地下水环境中收集各种类型的资料包括水文地质、测量数据、环境观测资料等进行备案。
收集完毕资料后，需要通过建立适当的模型对地下水进行建模。
二、地下水渗流模型建立的方法地下水渗流模型建立的方法一般可分为解析方法和数值方法两种。
解析方法利用数学公式推导出解析解，计算时间短但只能应用于非常简单的情况。
而数值方法，则把真实的物质世界抽象为虚拟的数值世界，通过数值计算得到近似解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、边界元法等。
三、地下水渗流模型存在的问题及改进地下水渗流模型在实际应用中，仍然存在一些问题，如建模误差、边界条件不精确、模型过于简化等。
这些问题会对模型的结果产生重要的影响，需要对其进行改进。
建模误差是建立地下水渗流模型中非常重要的问题。
建模误差往往来源于对数据采集不够充分和对数据分析不够透彻，建议使用虚拟样品等新颖的数据分析技术以提高建模质量。
边界条件的确定也是地下水渗流模型中的一个难题。
渗流力学知识点总结
渗流力学知识点总结一、渗流基本理论1.渗流的基本概念渗流是指流体在多孔介质中的流动现象。
多孔介质是由孔隙和固体颗粒组成的介质，流体可以通过孔隙和固体颗粒之间的空隙进行流动。
渗流现象在自然界和工程领域都有着广泛的应用，如地下水的运移、石油的开采、地下储层的注水等。
2.渗透性与渗透率渗透性是指单位压力下单位面积介质对流体的渗透能力，通常用渗透率来描述。
渗透率是介质内渗流速度与流体粘滞力之比。
一般来说，渗透性越大，渗透率越高，介质对流体的渗透能力越强。
3.渗透压力与渗透率渗透压力是指多孔介质内部由于孔隙中流体分布不均匀而产生的压力。
渗透压力的大小与介质的孔隙结构、流体的性质、地下水位等因素有关，它是影响渗流速度和方向的重要因素。
4.达西定律达西定律是描述渗透性与渗流速度之间关系的定律，它指出在流体粘滞力不考虑的条件下，渗透速度与渗透压力成正比，与渗透率成反比。
达西定律为渗流理论研究提供了重要的基础。
二、多孔介质渗流规律1.多孔介质的渗流特性多孔介质是由孔隙和固体颗粒组成的介质，它具有复杂的微观结构和介质性质。
渗流在多孔介质中受到许多因素的影响，如介质的孔隙度、渗透率、渗透性等，这些因素决定了渗流规律的复杂性和多样性。
2.渗流方程渗流方程是描述多孔介质中流体运移规律的方程，它通常由渗流方程和质量守恒方程两部分组成。
渗流方程描述了流体在多孔介质中的流动规律，它是渗流力学研究的核心内容。
3.多孔介质的稳定性多孔介质中的渗流现象可能受到介质本身的稳定性限制。
孔隙结构、流体的性质以及渗透压力等因素都会影响介质的稳定性，这对渗流速度和方向产生重要影响。
4.非均质多孔介质中的渗流非均质多孔介质中的渗流现象通常较为复杂，其渗透率、孔隙度、渗透性等参数都可能在空间上呈现非均匀性。
对非均质多孔介质中渗流规律的研究对于实际工程应用具有重要意义。
三、非线性渗流1.非线性渗流模型非线性渗流模型是描述介质非线性渗流现象的数学模型。
多孔介质模型的参数设置
多孔介质模型的参数设置多孔介质模型是用来描述多孔介质中的流动和传质行为的一种数学模型。
在多孔介质模型中，需要设置一系列参数来描述介质的特性和流动过程。
下面将介绍常见的多孔介质模型参数的设置方法。
1. 孔隙度（Porosity）：孔隙度是指多孔介质中孔隙（空隙）的体积占整个介质体积的比例。
孔隙度是一个重要的参数，它影响着介质的渗透性和扩散性。
孔隙度通常可以通过实验测量获得，例如通过采样介质进行砂密度实验或测量介质中的气体或液体饱和度。
2. 渗透率（Permeability）：渗透率是用来衡量多孔介质中流体流动能力的指标。
在多孔介质模型中，常使用达西定律来描述介质中流体的渗流情况。
渗透率的值取决于多种因素，如孔隙度、孔隙结构以及流体的粘度。
渗透率可以通过实验测量或基于孔隙度、孔隙结构等参数进行估算。
3. 孔隙结构参数（Pore Structure Parameters）：孔隙结构参数用来描述多孔介质中孔隙的形状和分布情况。
常见的孔隙结构参数包括孔隙尺寸分布、孔隙形状等。
这些参数可以通过多种实验手段获得，如孔隙尺寸分布可以通过气体渗透实验或水浸实验进行测量。
4. 渗流模型参数（Flow Model Parameters）：渗流模型参数用来描述多孔介质中流体的流动特性，如流体的粘度、密度等。
这些参数可以通过实验测量获得，例如通过流变性实验来测量流体的粘度。
5. 扩散系数（Diffusion Coefficient）：扩散系数是描述多孔介质中分子扩散能力的参数。
在多孔介质模型中，需要设置扩散系数以描述传质过程。
扩散系数可以通过实验测量获得，如通过溶质迁移实验来测量介质中的溶质扩散系数。
6. 表面张力（Surface Tension）：表面张力是描述多孔介质中表面上液体分子间作用力的参数。
在多孔介质模型中，表面张力可以影响介质中液体的渗透行为。
表面张力可以通过实验测量获得，如通过测量液滴形状或液体界面的表面张力。
渗流模型在地下水资源管理决策
渗流模型在地下水资源管理决策一、渗流模型的基本概念与重要性渗流模型是地下水资源管理中的关键工具，它通过模拟地下水的流动过程来帮助科学家和决策者理解地下水系统的行为。
渗流模型的基本概念涉及到地下水在多孔介质中的运动，包括地下水的补给、流动和排泄过程。
这些模型能够提供地下水流速、水位、水质和水量的预测，对于地下水资源的合理开发和保护至关重要。
1.1 渗流模型的基本原理渗流模型基于达西定律，该定律描述了地下水在多孔介质中的线性流动速度与水力梯度之间的关系。
通过这一原理，模型能够模拟地下水在不同条件下的流动路径和速度。
1.2 渗流模型的分类渗流模型可以根据其复杂性和应用场景被分为不同的类型，包括解析模型、数值模型和物理模型。
解析模型基于数学方程，适用于简单的地下水系统；数值模型通过计算机模拟复杂的地下水流动过程；物理模型则通过实验来模拟地下水流动。
1.3 渗流模型在地下水资源管理中的作用渗流模型是地下水资源管理决策的重要支撑，它能够帮助决策者评估不同管理策略对地下水系统的影响，预测地下水资源的未来变化趋势，以及制定合理的开发和保护措施。
二、渗流模型的构建与应用构建一个有效的渗流模型需要考虑地下水系统的多个方面，包括地质结构、水文条件、边界条件和初始条件等。
模型的构建过程通常包括数据收集、概念模型建立、数值模型开发和模型校准等步骤。
2.1 数据收集与处理数据收集是渗流模型构建的第一步，需要收集地下水位、降雨量、蒸发量、补给量等水文地质数据。
这些数据的准确性直接影响模型的可靠性。
2.2 概念模型的建立概念模型是对地下水系统的基本理解，它包括地下水流动的物理过程、地下水系统的边界和初始条件等。
概念模型的建立是模型开发的基础。
2.3 数值模型的开发数值模型的开发涉及到选择合适的数值方法来求解地下水流动方程。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
选择合适的数值方法对于提高模型的计算效率和精度至关重要。
典型二元结构地层三维渗流模型
典型二元结构地层三维渗流模型摘要：以南京某深基坑工程为例，探求典型二元结构特征区域的地下水渗流模型，利用数值模拟方法预测基坑开挖施工阶段承压含水层的水位变化特征，为深大基坑地下水处理提供依据。
关键词：地下水三维渗流模型深基坑前言长江流域，特别在中下游的三角洲区域，下伏着较厚的松散沉积层，一般上部为粘性土，下部为砂性土，砂性土上细下粗，呈典型的二元结构特征，其中发育较厚的孔隙承压水层，承压水水头压力较高，含水层埋深较浅，各层含水层之间存在水力联系，形成一个较为复杂的地下水系统。
在这类区域的深大基坑开挖过程中，会面临承压水突涌问题，减压降水保证基坑开挖安全是一项极为重要的工作。
本文以南京某基坑工程为例，论述基坑降水三维渗流模型建立的理论，建立本工程的三维渗流模型，模拟预测本工程开挖降水期间的渗流场变化特征。
1、工程概况本工程紧邻地铁线，地铁区间隧道与本基坑地下室最近距离不足10m，基坑开挖面积约36400 ㎡，最深开挖约26.4m。
基坑下伏地层主要为：①1杂填土、②粘土、③淤泥质粉质粘土、④1粉细砂、④2中细砂、④2a粉质粘土（呈透镜体分布）、④3含砾中细砂及⑤层强风化~微风化砂质泥岩层。
潜水主要赋存于①填土中，初始水位埋深约1.0m，弱承压含水层由④1粉细砂、④2中细砂及④3含砾中细砂复合而成。
复合弱承压含水层厚度近50m，富水性好，透水性强，水量丰富，补给源为长江，承压水顶埋深约15~19m，承压水初始水头约3.0m。
2、三维渗流数学模型地下水流和土体是由固体、液体、气体三相体组成的空间三维系统，土体可以模型化为多孔介质。
因此求解地下水问题就可以简化为求解地下水在多孔介质中流动的问题，可以用下述地下水渗流连续性方程及其定解条件来描述地下水的三维非稳定渗流规律。
根据与本场地相适应的水文地质条件，可建立下列与之相适应的地下水三维非稳定渗流数学模型：（1）式中：S为储水系数；Sy 为给水度；M为承压含水层单元体厚度(m)；B为潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)。
挡土墙的渗流计算
挡土墙的渗流计算引言：挡土墙是一种常见的土木工程结构，在公路、铁路、水利、建筑等领域得到广泛应用。
挡土墙的主要作用是抵抗土体的压力，防止土体的滑动和坍塌。
为了确保挡土墙的稳定性，渗流计算是一个重要的步骤，它可以帮助我们评估挡土墙的渗流情况，为工程设计提供依据。
本文将介绍挡土墙的渗流计算方法及其应用。
一、挡土墙的渗流模型1. 渗流模型的建立挡土墙的渗流可以视为通过土体的水流动过程，在渗流计算中常使用Darcy定律进行模拟。
Darcy定律描述了渗透流体通过孔隙介质的速度与压力梯度之间的关系，可以表达为:Q = k * A * (dh/dl)其中，Q是单位时间内通过挡土墙的水流量，k是土体的渗透系数，A是挡土墙的有效截面积，dh/dl是渗流方向的压力梯度。
2. 渗透系数的确定渗透系数k是描述土壤渗透性能的参数，它受土壤种类、孔隙率、土体颗粒大小等因素的影响。
常见的确定渗透系数的方法有实验室试验和现场测试。
实验室试验一般采用孔压法或渗透仪法，通过对土样进行水力试验获得渗透系数。
现场测试可以利用水头法或灌注法等进行，通过现场实测数据推算渗透系数的值。
3. 边界条件的设定渗流计算中需要设定边界条件，包括渗透边界和封闭边界。
渗透边界用于模拟水流进入或流出挡土墙的情况，封闭边界则用于描述土体表面或底部的防水措施。
通过合理设定边界条件，可以模拟不同工况下的渗流情况。
二、挡土墙的渗流计算方法1. 数值计算方法数值计算是一种常用的挡土墙渗流计算方法，它将挡土墙区域离散化为有限个小单元，利用有限元或有限差分等数值方法求解渗流方程，得到水流速度场和压力场。
数值计算方法能够解决复杂的渗流问题，但对计算精度和计算时间有一定要求。
2. 解析计算方法解析计算是一种基于解析解的挡土墙渗流计算方法，通过假设土体的渗透系数分布规律和边界条件，利用水流方程的解析解进行计算。
解析计算方法通常适用于简化的渗流问题，计算速度较快，但对土体和边界条件的假设要求较高。
基于ANSYS的土石坝稳定渗流场的数值模拟
基于ANSYS的土石坝稳定渗流场的数值模拟一、本文概述随着水利工程的日益发展，土石坝作为一种重要的水利结构，其稳定性与安全性受到了广泛关注。
渗流是土石坝中普遍存在的物理现象，对坝体的稳定性产生深远影响。
因此，对土石坝稳定渗流场的深入研究和分析具有重要的工程实践意义。
本文旨在利用ANSYS这一强大的工程模拟软件，对土石坝的稳定渗流场进行数值模拟，以期更准确地理解渗流对土石坝稳定性的影响，并为土石坝的设计、施工和维护提供理论支持和实践指导。
本文将简要介绍土石坝及其渗流现象的基本概念，阐述稳定渗流场研究的重要性和必要性。
然后，详细介绍ANSYS软件在水利工程中的应用，以及其在土石坝稳定渗流场数值模拟中的优势。
接下来，本文将详细描述数值模拟的过程，包括模型的建立、边界条件的设定、计算参数的选择等。
通过对模拟结果的分析和讨论，揭示土石坝稳定渗流场的特征和规律，为土石坝的安全稳定运行提供理论支撑。
本文的研究不仅有助于深化对土石坝渗流规律的理解，也有助于提升水利工程的设计水平和施工质量，为保障水利工程的安全运行提供有力支持。
二、土石坝渗流基本理论土石坝是一种利用当地石料、土料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆筑成的挡水建筑物。
在土石坝的运行过程中，渗流是一个不可忽视的物理过程，它关系到坝体的稳定性和安全性。
因此，对土石坝渗流的基本理论进行深入研究，对于保障坝体安全、优化坝体设计具有重要意义。
渗流是指液体在固体骨架中通过孔隙或裂隙流动的现象。
在土石坝中，渗流主要受到重力、孔隙水压力、坝体材料性质以及边界条件等因素的影响。
当库水通过坝体向下游渗流时，会形成一定的渗流场。
这个渗流场是一个三维的空间分布，其中包含了渗流速度、渗流压力、渗流量等多个物理量。
土石坝的渗流场分析通常采用达西定律来描述渗流速度与渗流压力梯度之间的关系。
达西定律表达式为：v = -k * (dP/dx)，其中v为渗流速度，k为渗透系数，dP/dx为渗流压力梯度。
渗 流
由此可见，达西定律有一定的适用范围。不过，大多数
工程中的渗流问题均可用达西渗流定律来解决。
Q
B
1
1
l
2 C
2 T
0
hw h1
H1 H2
V 0
渗流
1.2 渗流基本定律
【例6-2】在实验室用达西实验装置测定土样的渗透系数k。圆筒直径d=20cm，土 层厚度l=40cm，通过实验测的渗透流量Q=100ml/min，其测压管水头差△h=20cm， 求该土样的渗透系数k。（实验符合达西线性定律）
而水在孔隙中的实际平均速度为
Q A
（6-7）
Q A 1
式由中于n△—土A—壤’—土孔—壤隙△孔度A隙n＜中度1孔，，隙n所面以AA积渗；1流A速度A小 于n土壤孔隙中的实际速度。
引入渗流模型后，可将渗流场中的水流看作是连续介质的运动，因此，以前关于
流体运动的各种概念均可应用于渗流。
渗流
Q
B
1
1
l
2 C
2 T
0
hw h1
H1 H2
V 0
渗流
1.2 渗流基本定律
由于渗流不计流速水头，实际测量的测压管水头差 即为两断面之间的水头损失，即
水力坡度
hl H1 H2
J hl H1 H2
l
l
Q B 1
1 hw h1
l
2 C
2 T
0
H1
H2
V 0
渗流
1.2 渗流基本定律
达西根据实验数据发现，圆筒内的渗流量Q与过流
【解】渗透流量 Q 100mL / min 0.1103 =1.67 10-6m3 / s 60
实验符合达西线性定律，所以
渗流力学复习
渗流力学第一章 渗流的基础知识和基本定律渗流力学：是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。
油气储集层：是油气储集的场所和油气运移的通道。
油气储集层的特点：1储容性 2渗透性 3比表面大 4结构复杂比表面大和结构复杂这两个特性决定了油气渗流的特点——渗流阻力大，渗流速度慢。
渗流的基本形式：1平面单向流 2平面径向流 3球形径向流渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。
真实渗流速度：流体通过单位真实渗流面积的体积流量。
φφv v ⋅=压力是一个表示油层能量及其变化的物理量。
原始地层压力：油藏在投入开发以前测得的地层压力。
压力梯度曲线：以第一批探井的原始地层压力与对应的地层深度作出的曲线。
一般是直线。
折算压力：油藏中任一点的实测压力与其埋藏深度有关，为了确切地表示地下的能量分布情况，必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，经折算后的压力称为折算压力。
通常选取原始油水界面为折算平面。
折算压力在实质上代表了该点流体所具有的总的机械能。
0,H H H H g p p M M M M zM -=∆∆+=ρ 渗流过程的受力类型：1粘滞力 2岩石及流体的弹性力 3毛细管压力 4流体的重力 5惯性力油藏驱动方式：1重力水压驱动（与外界连通的水头压力或注水压力） 2弹性驱动（岩石及流体的弹性力） 3溶解气驱动（溶解气的弹性能） 4气压驱动（气顶压缩气体的弹性能） 5重力驱动（其他能量枯竭，油藏具有明显倾角） 达西定律（线性定律）：流量与压差呈线性关系。
微分形式：1平面单向 2平面径向适用条件：1流体为牛顿流体 2渗流速度在适当范围内 高速非线性渗流公式：1二项式 2指数式第二章 单相液体稳定渗流稳定渗流：运动要素（速度压力等）不随时间变化的渗流。
不稳定渗流：运动要素（速度压力等）随时间变化的渗流。
渗流的数学模型：用数学的语言综合表达油气渗流过程中全部力学现象与物理化学现象的内在联系和一般运动规律的方程（组）。
单相液体稳定渗流的数学模型：1连续性方程： 2运动方程： 3状态方程： 4基本微分方程：（拉普拉斯方程） 平面单向流压力分布公式和产量公式：x L p p p p B e e ⋅--= L p p Wh K q B e μ)(-= 压力消耗特点：在沿程渗流过程中，压力均匀下降。
裂隙岩体渗流模拟的三维离散裂隙网络数值模型(Ⅰ)：裂隙网络的随机生成
Abstract A numerical model of three-dimensional discrete fracture networks for seepage in fractured rocks is presented. Fractures are modeled as circular or quadrangular disks with arbitrary size，orientation，location and
进行分组，然后对每一组进行统计分析以便确定能
与观测数据相拟合的分布。对于裂隙产状的分组可
以用文[21]的一级模型分析法来确定[21]。裂隙产状
的常用的概率分布有：Arnold 的半球正态分布和
Bingham 分布、Fisher 分布、双变量正态分布、均 匀分布等[21，26]。文[27]比较了各种来源的现场地质
第 23 卷 第 12 期
宋晓晨等. 裂隙岩体渗流模拟的三维离散裂隙网络数值模型(Ⅰ)：裂隙网络的随机生成 • 2017 •
位体积上的平均数。此参数可以根据工程中常用三
维或二维裂隙密度得到。
3.2.2 产状
裂隙的产状通常用两个变量——倾向(或走向)
和倾角来定义。因为裂隙产状可能在一个或多个统
计上占优的方向周围成组，所以需要对裂隙的产状
另外一个基本的假定是认为每一个单个的裂隙 都具有规则的几何形状，其在渗流意义上被模拟为 一对平行板。此外，目前的离散裂隙网络模型中一 般还不考虑在两条裂隙交线上的水头损失以及由于 隙宽差异所引起的偏流现象等。
3 离散裂隙网络的计算机生成
3.1 裂隙网络 Baecher 模型 此模型由文[22]引入岩石力学领域中，每个裂
隙被假定为一个圆形的(或椭园形的，或正多边形的) 薄盘，由其中心点位置、直径、产状和开度定义。 此模型要求先验地定义裂隙的几何参数分布(如果 根据定义的过程来定义裂隙的形状和大小，则成为 Veneziano 模型)，因此首先要对裂隙的每一几何特 征拟合或假定一个概率分布规律，称为先验模型[7]， 然后根据从现场测量值中获得的统计参数，利用 Monte-Carlo 法生成所需的裂隙网络。这样生成的裂 隙网络与研究域内的实际裂隙具有统计上的相似 性。模型由下述性质定义：(1) 圆盘中心点构成一 个三维泊松点过程；(2) 圆盘直径是相互独立的， 具有相同的分布；(3) 圆盘产状是相互独立的，具 有相同的分布；(4) 直径和产状相互独立；(5) 裂隙 开度是相互独立的，具有相同的分布。 3.2 裂隙的几何描述及统计规律
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图 １ 典型 多孔介质 的等效 电路
２ 交流 阻抗 谱 测 量
所谓阻抗谱是指在广阔的频率范围内测量多孔 介质的复数 阻抗 ． ＝Ｚ 一ｉ ， 中 ｚ为阻抗 的复 Ｚ 式
子的电学性质与多孔介质的渗流性质有密切 的关 系， 因此 ， 笔者等［ 在一系列论文中又提 出了另外 ２ ３ ］
了传输线分布参数模型． 传输线分布参数可以用常相角指数来近似表示， 常相角指数与分形的维数 相关联， 可以直接 用来表征 多孔介质的弱渗流特征．
关键词 ： 弱渗流结构 ； 分布参数 ； 交流阻抗谱 ； 常相角指数 中图分类号： Ｕ ２ ．１ Ｔ ５ ８０ 文献标识码 ： Ａ
渗流力学是在地下开采石油的生产实践中发展 起来 的． 在大量的建筑工程实践 中存在着 以混凝土 结构为代表的渗流结构 ， 由于它们 的密实性 和耐久 性， 其渗 流特性 不易用 一般 的力 学方法 进行 测量 ． 把 这种渗流结构称为弱 渗流结构 ， 对于弱渗流结构的 渗 流力学 特征 可 以用 电学 的方 法进 行 测 量 … 电学 １． 测量是建立在 Ｓｈｉ ｇｅ 提 出的经典渗流物理的 ｃｅ ｅｇｒ ｄ
３ 分布参数模 型
Ｒ． １ｊ ｆ ｆ＋ｌ ｄ Ｚ
图 ２ 多孔 电解质 的典型 Ｎ ｑ ｉ 图 ｙｕｓ ｔ
传输线是参数连续变 化的， 它可以用离散变量 来处理（ ／ 模 数变换 ）经离散化处理后 ， ， 可用下列等 效 电路来表 示 ：
图２由一个半 圆和一条斜率 为 １的斜线所组 成， 阻抗曲线与实轴在左端相交 ， 交点在实轴上的值 即为 Ｒ。 ＝ ， 圆的直径即为 Ｒ ， ， Ｒ。 半 吐 从半圆顶点 对应的频率 依据
１
丽Ｊ ＝ Ｒ Ｃｄ Ｌ ｃ ｔ
－ Ｖ Ｐ
求得电容 Ｃ ， ｄ在等效 电路 图（ １ 中 ， 图 ） 并联 电路 中
Ｚ 称 为 Ｗａｂｒ 抗 ， ｒｕｇ阻 Ｚ ＝ Ｔ（￣ ） （ ２ ｆ 一 １一ｉ． ）
幽 ５ 传 釉 线 的 罔敢 变 量 模 型
基 础 匕．
提出一个反映物理对象的物理力学特性的概念
不仅需要考虑它的客观性、 本质性和普适性 ， 而且更 重要的是它的可测性 ． 多孔介质 的渗流结构可 以用 个 Ｒ ｎ ｌ 等效电路来表示 ， ａｄ ｓ ｅ 见图 １它 的４ ， 个特征
一
参数 ｒ ， 尺 ｈＴ， 和 Ｃ 可 以通过测量等效电路的４ ｄ 个 电路元件来得到． ４个参 数最方便的获得方法是 这
值 ， ｚ 和 分别为该复数 的实部和虚部 ， 实部 ｚ 为
电阻， 虚部 为容抗，为复数单位． ｉ
＝
，
个参数 —— 电荷传递阻抗 尺 和双层 电容 Ｃ 来表 ｄ
征多孔介质的电性质， 以上 ４个参数 可以较完整地
反映多孔介质的渗流结构．
收稿 日期 ： ０ ６１．３ ２０ ．１１
式 中， 为频率 ， 厂 Ｃ为电容 ， 复数阻抗 的实部 和虚部 都是频率的函数 ， 从其 函数关系可以判 断等效 电路 的组成及电路元件参数 ． 从复数阻抗 的频率关系判 断等效 电路的组成及 电路 的元件参数的具体做法是 将不同频率下 的复数阻抗进行复平面展 开． 在阻抗 的复平面展开时 ， 复平面上出现一个半 圆就对应于 等效电路 的一个阻容并联组件 ， 对于多孑 介质典型 Ｌ 的等效 电路（ １ 来说 ， 图 ） 其阻抗平面图如图 ２ 所示 ．
图 ４中的高频半 圆是压扁的（ 或视为偏转 的） ， 这样 ， １ 图 所示 的集综参数等效电路便不可用． 这样
的阻抗图对应 于分布参数 的等效 电路 ， 也就是说 ，
图１ 中的等效电路元件应该用传输线来代替 ．
、
Ｉ Ｉ
， ，
图４
实际测得的 Ｎ ｑ ｉ 图 ｙｕ ｔ ｓ
维普资讯
２０ ０ ７年 ３月
第 ２ 卷第 ２ ２ 期
西安石油大学学报（ 自然科学 版） Ｊｕ ａ ｏ ｌＳ ｉ ｕＵｎｖｒ ｔ（ ｔｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒ ｌ ｆ ａ ｈｙ ｉ ｓｙ Ｎａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ ｎ Ｘｉ ｌ ｏ ｅｉ ｕｌ ｅ ｉ
对其 进行 交 流阻抗谱 的测量 ．
ｃ ｄ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 物 理 模 型
乙
１５ 年 ，ｃｅ ｅｇｒ ９７ Ｓｈ ｉ ｇ ｅ 出版了多孔介质的渗流物 ｄ 理一书（ 中译本 出版于 １８ ９２年） ］ 对多孔介 质的 ｔ， ２ 孔结构应用水力半径 ｒ 和迂 曲度 Ｔ两个参数进行 ｈ 表征 ． 考虑到 自 然界和人工制造的多孔介质大多数
作者简介 ： 贺鸿珠（９ ２） 女 ， １６ 一， 教授级高级工程师 ， 博士后 ， 主要从事材料性能研究 ． － ｉ ｈｈ ｎｚｕ ６ ．Ｏ Ｉ Ｅ ｍａ ：ｅｏ ｇｈ ＠１３ ＣＩ ｌ Ｔ
维普资讯
贺鸿珠等 ： 弱渗流结构的分布参数模型
一
１７ 一 ２
Ｍ ａ ．２ ０ ｒ ０７
Ｖ０． ２ Ｎｏ ２ １ ． ２
文章 编号 ：６３０ ４ ２０ ）２０ ２ —３ １７—６Ｘ（０７ ０—１６０
弱渗 流 结构 的分 布 参 数模 型
Ｍ ｏ ｅ ｆｄｓｒｂ ｔｄｐ ｒ ｍｅｅ ｏ ｈ ｄｌ ｏ ｉｔｉｕｅ ａ ａ ｔｒｆｒｔｅｗｅ ｋｐ ｒ ｏａ ｉｎｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｅｃ ｌｔｏ ｔｕ ｔｒ
贺 鸿珠 史美伦２ ，
（ ． 海市 建筑建材业市场 管理 总站 ， １上 上海 ２０ ３ ； ０ ０ ２
２ 同济大学 先进 土木 工程 材料教育部重 点实验室 ， ． 上海 ２０９ ） ００２
摘要： 弱渗流结构的力学性质很难用力学方法进行精确测量． 出了用一个分布参数的电学模型来 提
表示弱渗流结构的力学性能， 模型参数可通过测量其 交流阻抗谱得到 ． 电学模 型的基础上， 出 在 提