科创中国

一、项目意义

      在岩体工程中，岩体在地震、开挖等因素的扰动下会发生剪切、错动，使得岩体内部的裂隙网络沿着剪切裂隙发生相对位移。这将为水或其他有害物质的运移提供更复杂的通道，进一步增大了岩体的渗透率并劣化了岩体的物理力学性能。此外，油气资源的开发、煤层气的开采、二氧化碳封存以及地热资源开发等地下工程中还涉及到裂隙网络的两相流动问题。为此，实现裂隙网络剪切-两相流的室内物理模型试验来揭示裂隙网络的剪切-两相流机理具有重要意义。

       据统计，90%以上的岩体边坡破坏和地下水渗透力有关，60%矿井事故与地下水作用有关，30%-40%的水电工程大坝失事是由渗透作用引起的。因此，本领域迫切需要对裂隙网络的剪切-两相流机理进行研究，而实现裂隙网络剪切-两相流的物理模型试验是最有效、最重要的一步。开展裂隙网络的剪切-两相流物理模型试验的难度主要在于设计可发生剪切位移的裂隙网络。

        申请号为201710432090.5的发明专利公开了“一种裂隙网络两相流实验装置及方法”，该装置和方法在具体操作过程中发现存在如下问题：试样在发生剪切破坏时，剪切裂隙和裂隙网络内部裂隙均发生了变形，导致开度以及渗透系数发生了变化，该装置和方法无法模拟不同开度、不同剪切位移的情况。

       现有的两相流试验装置和方法均无法模拟裂隙网络-剪切两相流的相关试验，无法揭示裂隙网络的剪切-两相流的机理，进而对相关岩土工程的施工安全造成严重隐患。

二、项目优势

      提供一种裂隙网络剪切-两相流试验装置及试验方法，可以实现不同开度、不同剪切位移条件下的两相流试验，揭示裂隙网络的剪切-两相流的机理。

三、转化需求

（1）本成果技术成熟，市场需求大，但项目大面积推广资金投入较大，需要政府给予一定的政策和资金扶持。（2）本技术成果也可在其他相关领域应用，但需要做进一步的针对性研究。