Page 90 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 王 伟，等： 循环冲击作用下砂岩裂缝扩展及渗透率响应特征 第 6 期

3.2 裂缝微观渗流过程
为分析冲击后主裂缝的微观渗流过程，基于 1.5 节提出的模拟方法，获得了主裂缝流体渗流的压力
分布，如图 16 所示。冲击 3 次后，试样内裂缝中红色区域明显，说明裂缝内流体压力较大，这是由于裂缝
细小且存在较多喉道，导致流体运移产生较大的阻力；冲击 6 次后，试样主裂缝压力降低，且从入口向出
口逐步衰减，这是因为裂缝开度和贯穿程度的增大提升了流体输运能力，但局部分支裂缝另一端不连
通，导致分支裂缝内流体压力较大；冲击 9 次后，试样主裂缝内压力分布更均匀，除了少部分分支裂缝
外，裂缝内部压力较低，证实试样裂缝内流体稳定渗流。

0 0.85 1.70 0 0.85 1.70 0 0.85 1.70
Pressure/MPa Pressure/MPa Pressure/MPa
(a) Three times of impact (b) Six times of impact (c) Nine times of impact

图 16 代表性体积单元的流体压力分布
Fig. 16 Fluid pressure distribution of representative volume element containing main crack
流体渗流过程中流线反映了渗流速度和局部渗透率，循环冲击后试样主裂缝的流线分布见图 17。
裂缝中流体的渗流特征与裂缝开度密切相关，当渗流通道变窄时，流线聚集、流速增大，呈现红色区域；
相反，当渗流通道较宽时，流线稀疏、流速降低，呈现蓝色区域。

0 445 889 0 445 889 0 445 889
Velocity/(mm·s ) Velocity/(mm·s ) Velocity/(mm·s )
−1
−1
−1
(a) Three times of impact (b) Six times of impact (c) Nine times of impact
图 17 循环冲击后试样主裂缝的流线分布
Fig. 17 Streamline distribution of main cracks in samples after cyclic impact

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