第八届青年地学论坛

通过对天然露头测绘得到的裂隙网络最大程度得保留了裂隙的不规则性（弯曲、断续、分叉等）和裂隙间的复杂搭接关系，但是过去四十年以来对测绘结果中拓扑信息的定量化评价并不常见。本文提出用图（graph）的形式表征天然露头上裂隙网络的拓扑结构，图的点集包含裂隙迹线的端点以及迹线之间的交点，图的边集对应迹线段。收集四种岩性（花岗岩、灰岩、石英砂岩和玄武岩）的典型岩体露头资料，根据上述图表征规则，编写了图结构识别程序提取天然裂隙网络的拓扑结构，对比分析了四种岩性13个天然裂隙网络的节点度分布、边类型、全局连通性、局部连通性、小世界属性以及结构模块性；基于图提取了裂隙网络的多种逾渗结构，分析了逾渗子网络的拓扑度量与其方向等效渗透率的关系。结果表明大多天然裂隙网络属于异配、非无标度、高度模块化的小世界网络；在逾渗方向上，二维裂隙网络的无悬挂逾渗子网络F_bb构成了裂隙-基质模型中的优势渗流通道，在裂隙密度P₂₁近似相等的情况下，方向渗透率k_x随裂隙网络有效裂隙密度P’₂₁（F_bb中裂隙总长与模型所在区域面积A的比值）的增大以幂乘的形式增大，随无悬挂逾渗子网络F_bb中节点介数的平均值的增大，方向渗透率k_x以负指数形式减小，而P’₂₁与的比值与k_x呈良好的线性关系。建议使用构成优势渗流通道的裂隙子网络的节点介数平均值作为评价渗流集中程度的指标。
 

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