渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究

为揭示在渗流-化学溶解耦合作用下单裂隙渗透特性的变化规律，建立了描述二维渗流-化学溶解耦合作用的偏微分方程组，并利用comsolmultiphysics软件成功地求解该方程组。首先，模拟了文献[1]中的盐岩渗流-溶解耦合渗流试验结果，数值模拟结果与试验结果较为吻合，验证了数学模型的正确性和有效性。然后，利用分形理论生成了一个粗糙的裂隙面数字模型，着重分析了二维石灰岩粗糙裂隙面在水流、矿物溶解和输运过程中其渗透特性的变化规律。数值分析显示，（1）溶质浓度对裂隙面的溶解具有非常重要的作用，从而水流进口端的溶解厚度比出口端大得多。（2）裂隙的整体渗透性在初始时刻增加较慢，随着裂隙开度的增大和贯通，溶解速度会逐渐增大，是一个加速的过程。