一种离散裂隙网络注浆过程描述方法

专利主权项内容

1.一种离散裂隙网络注浆过程描述方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，通过野外裂隙调查和蒙特卡洛法算法构建离散裂隙网络模型；S2，利用邻接矩阵法，进行离散裂隙网络浆液扩散路径识别；S3，考虑浆液黏度时空变换，进行单一裂隙内部浆液扩散计算；S4，计算交叉位置，包括：平直裂隙、弯折裂隙、交叉裂隙与分叉裂隙节点位置处的浆液流量分配情况；S5，识别浆液路径、裂隙扩散以及交叉位置流量分配的参数连接，判断浆液扩散的先后顺序；步骤S2具体包括如下步骤：S2.1，从裂隙节点数据集合中移除孤立节点与裂隙，裂隙的删除原则应同时满足：/>且节点数量≤2；S2.2，将裂隙节点数据集合中的所有裂隙节点根据裂隙编号/>及/>坐标从小到大依次排序，如果裂隙节点/>的裂隙编号/>与裂隙节点的裂隙编号/>相同，表明两个裂隙节点属于同一裂隙，浆液可从两节点间流动，两个对应的矩阵单元表示为/>；相反，则；全部识别后，将所有裂隙节点根据裂隙编号及/>坐标大小从小到大依次排序，重复步骤S2.2；计算完毕即可获得初始的邻接矩阵TDCM；S2.3，将TDCM矩阵中重复的第行与第/>列，以及裂隙节点数据集合/>中的数据删除，即/>, />, />；S2.4，利用初始入口的裂隙节点建立集合，随后，通过布泽尔运算法自动对TDCM中的/>节点所在的行进行连通路径识别，即令，即可建立与/>中节点连通的二级连接节点集合/>，并将/>作为新的/>，继续搜索；当时，表明特征点无相互连接的节点，此点为裂隙端点，不再扩散；步骤S3具体包括如下步骤：S3.1，输入注浆参数，包括：注浆速率，黏度函数/>，注浆总时间/>，时间间隔/>，裂隙开度/>；S3.2，计算浆液在时间间隔内的扩散距离/>，通过第/>秒时刻下的浆液锋面平均速度/>计算而得；单元/>的起始位置/>与终止位置/>间的关系表示为：
；
(2)；其中代表单元/>的裂隙开度；浆液的平均扩散距离取起始位置/>与终止位置/>的平均值表示：
(3)；S3.3 ，根据注浆时间，计算浆液平均黏度：
(4)；
(5)；其中，裂隙单元内、外边界处浆液黏度分别为和/>；S3.4，每个裂隙单元的黏滞压降表示为：
(6)；S3.5，将得到的每个裂隙单元的压力差进行累加，计算并更新，可以得到浆液锋面在第个单元边界时的注浆空间压力变化值；
(7)；其中，为裂隙单元内边界处的压力值，/>为裂隙单元内、外边界处的压力差，为裂隙单元外边界处的压力值；S3.6，模拟浆液继续注入，更新时间步，循环步骤S3.1~步骤S3.5，当注浆时间时，注浆数值计算过程结束；保存注浆扩散数据；并形成裂隙扩散函数/>以便步骤S5调用；其中/>为裂隙开度， />为注浆总时间，/>为注浆时间，/>为时间步长，/>为黏度函数，/>为节点压力，/>为注浆速率，/>为裂隙长度；步骤S5具体包括如下步骤：S5.1，输入注浆孔口节点编号，即/>；利用TDCM搜索节点/>的连接节点/>，令/>；输入注浆设计参数，单一裂隙浆液扩散过程中，所需参数有包括裂隙开度/>，注浆总时间/>，注浆时间/>，时间步长/>，黏度函数/>，节点压力/>，注浆速率/>，裂隙长度/>；S5.2，确定参数裂隙开度与裂隙长度/>，令裂隙扩散函数/>读取步骤S5.1中的参数，令/>、/>读取注浆孔口节点和与注浆孔口节点相邻节点信息，随后，裂隙扩散函数/>将开展运行，自动在节点信息集合中进行裂隙节点的搜索，并计算裂隙内的浆液扩散过程，当浆液扩散距离满足时，表明浆液扩散距离已由第/>个裂隙节点扩散至第/>个裂隙节点；其中/>代表扩散的长度，/>代表裂隙总长度，/>代表误差，取0.01；扩散结束时裂隙扩散函数将自动返回注浆时间、剩余注浆时间、获取节点压力/>及注浆速率/>，建立扩散信息集合；S5.3，随后，对中/>列数据由小到大排列，确定接下来的裂隙扩散节点，读取/>中的数据，带入函数进行计算，获取裂隙扩散信息；当读取新节点后，裂隙扩散函数重新识别裂隙交叉数量以及各裂隙流量大小；随后，重复步骤S5.2与S5.3，直至，浆液扩散模拟结束。 详见官网：