成果精要：

在長期地質(zhì)作用下，地下工程巖體內(nèi)部形成了復雜的不規(guī)則、多尺度裂隙網(wǎng)絡，這些裂隙與基質(zhì)巖塊共同構(gòu)成了具有不連續(xù)、多相、各向異性特征的裂隙巖體。地下水在裂隙巖體中的滲流行為，主要受這些裂隙控制，且滲流特性與裂隙巖體的自身屬性緊密相關。

裂隙巖體滲流問題是能源和地質(zhì)工程領域研究的重點和熱點問題，如地熱資源開發(fā)、核廢料處置以及油氣開采等。巖石裂隙既是地下水滲流的主要通道，又是石油、天然氣等地質(zhì)能源的抽采通道，同時也是巖體工程安全穩(wěn)定和資源高效開發(fā)利用的重要影響因素。因此，深入研究裂隙巖石的滲流特性，對于保障巖體工程安全、實現(xiàn)資源高效利用具有重要的工程意義和應用價值。

針對裂隙巖石滲流問題，國內(nèi)外學者的研究涵蓋了理論分析室內(nèi)試驗數(shù)值模擬等多個層面。

理論分析方面，學者們充分考慮了裂隙結(jié)構(gòu)的多尺度、非均質(zhì)等特性，構(gòu)建了多種數(shù)學模型以描述和分析滲流過程。

針對裂隙巖石滲流試驗研究方面，學者們發(fā)展了多種滲流試驗方法，如穩(wěn)態(tài)法、非穩(wěn)態(tài)法、毛細管平衡法、平板模型法等，試圖從試驗角度揭示裂隙滲流物理機制。現(xiàn)有的滲流試驗方法仍面臨一些挑戰(zhàn)，盡管透明玻璃平板法等可以觀測流體滲流過程，但針對真實裂隙巖石內(nèi)部的復雜滲流狀態(tài)仍難以直接觀察，并且受限于試樣制作技術水平，目前仍無法制備裂隙結(jié)構(gòu)完全相同的試樣，降低了試驗結(jié)果的可比性。

數(shù)值模擬是研究裂隙巖石滲流的重要手段，具有可重復、成本低等優(yōu)勢，目前已被廣泛應用于巖石滲流研究。然而，由于巖石裂隙極其復雜，如何準確地描述和刻畫這些復雜裂隙網(wǎng)絡是當前巖石滲流模擬與分析中的難點問題。

裂隙巖體滲流問題是高放核廢料地質(zhì)處置、深部地質(zhì)能源開采、水利工程以及深地空間開發(fā)利用等大型巖體工程中急需解決的關鍵難題。不同于一般均勻孔隙介質(zhì)，巖石（體）包含著大量非均勻分布的孔隙、裂隙等結(jié)構(gòu)，其水力傳導特性存在顯著差異，導致裂隙巖石滲流過程極其復雜。

武漢大學翁磊團隊以裂隙砂巖為例，采用核磁共振成像技術獲取裂隙砂巖內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)圖像，再通過圖像數(shù)字化技術分割提取裂隙砂巖的主裂隙、次裂隙和巖石基質(zhì)等微結(jié)構(gòu)特性，構(gòu)建可真實反映復雜裂（孔）隙結(jié)構(gòu)及非均質(zhì)水力特性的砂巖數(shù)值模型，開展了不同滲流條件及裂隙性狀下的裂隙砂巖滲流全過程數(shù)值模擬。

該項研究反映出：裂隙砂巖的滲流速度及出口流量隨滲透壓力、裂隙開度及裂隙數(shù)量增大而增大，隨裂隙粗糙度、交叉角度增大而減?。荒M分析得到的滲透系數(shù)與試驗結(jié)果非常接近且變化趨勢相同，裂隙巖石滲透系數(shù)與裂隙開度、裂隙數(shù)量呈正相關性，但與裂隙粗糙度、交叉角度呈負相關性。

該項研究構(gòu)建的基于核磁共振圖像數(shù)字化技術的裂隙砂巖模型可以較好地表征巖石復雜滲流演變特性，為裂隙巖石滲流過程分析提供了可行方法。相關分析成果為巖體工程滲流分析與控制提供了分析手段和理論指導。

主要插圖：

不同裂隙性狀砂巖試樣

雙裂隙砂巖試樣 分布曲線及核磁共振圖像

裂隙巖石核磁共振圖像值分割

模型及其邊界條件

平直裂隙砂巖滲流速度隨時間的演化特征

粗糙裂隙砂巖滲流速度隨時間的演化特征

不同滲透壓力下裂隙砂巖滲流特性

不同裂隙開度下裂隙砂巖滲流特性

不同裂隙粗糙度下裂隙砂巖滲流特性

不同裂隙數(shù)量裂隙砂巖滲流特性

不同交叉角度裂隙砂巖滲流特性

不同工況下裂隙砂巖的滲透系數(shù)模擬值與試驗值對比

學者風采

翁 磊

湖北省“楚天學者”

國家級青年人才

武漢大學副教授、博士研究生導師，入選國家級青年人才項目、湖北省“楚天學者”計劃，長期從事深部巖體破裂機理與工程災害控制研究。主持國家自然科學基金（2項）、國家重點研發(fā)計劃子課題（2項）、湖北省自然科學基金等縱向項目10余項，參與國家自然科學基金重大/重點項目等8項。相關成果在IJRMMS、RMRE、TUST等國內(nèi)外主流權(quán)威期刊發(fā)表論文100余篇，入選ESI高被引論文7篇、熱點論文1篇，總被引3700余次，H指數(shù)為36；申請授權(quán)發(fā)明專利25項、軟件著作權(quán)4項；獲省部級一、二等獎3項，行業(yè)協(xié)會一、二等獎4項。連續(xù)入選斯坦福全球前2%頂尖科學家榜單（2024—2025年）、中國知網(wǎng)高被引學者TOP1%（2024—2025年），兼任中國巖石力學與工程學會國際事務處副秘書長、巖石破碎工程專委會委員、青年工作委員會委員、紅層工程分會理事等，擔任《Geotechnical And Geological Engineering》編委、《Earth Science and Engineering》編委、《Rock Mechanics Bulletin》青年編委、《International Journal of Mining Science And Technology》青年編委以及首屆《巖石力學與工程學報》青年編委等。研究技術成果服務于山東玲瓏金礦、三山島金礦、廣西百色林場煤礦等礦山工程以及多個國家重難點隧道（洞）工程，為保障深部資源開采和深部工程安全建設提供了支持。

成果精讀：

掃碼下載全文

孫勇成，趙振興，田益琳，盧槐，翁磊.基于核磁共振圖像數(shù)字化技術的裂隙砂巖滲流規(guī)律研究[J].金屬礦山，2026（1）：91-100.

《金屬礦山》簡介

《金屬礦山》由中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國金屬學會主辦，主編為中國工程院王運敏院士，現(xiàn)為北大中文核心期刊、中國科技論文統(tǒng)計源期刊（中國科技核心期刊）、中國精品科技期刊（F5000頂尖學術論文來源期刊）、中國百強報刊、RCCSE中國核心學術期刊（A）、中國期刊方陣雙百期刊、國家百種重點期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊，被美國化學文摘（CA）、美國劍橋科學文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學技術振興機構(gòu)數(shù)據(jù)庫（JST）等世界著名數(shù)據(jù)庫收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機電與自動化、安全環(huán)保、礦山測量、地質(zhì)勘探等領域具有重大學術價值或工程推廣價值的研究成果，優(yōu)先報道受到國家重大科研項目資助的高水平研究成果。

中鋼礦院出版?zhèn)髅街行?/span>

新媒體矩陣

編排：余思晨

審核：王小兵

---

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請讀者僅作參考，并自行核實相關內(nèi)容。若對該稿件內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應并做處理，再次感謝您的閱讀與關注。