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(fù)雜的不規(guī)則、多尺度裂隙網(wǎng)絡(luò)，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(guān)。

裂隙巖體滲流問題是能源和地質(zhì)工程領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，如地?zé)豳Y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(shí)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(shí)現(xiàn)資源高效利用具有重要的工程意義和應(yīng)用價(jià)值。

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

理論分析方面，學(xué)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(xué)模型以描述和分析滲流過程。

針對裂隙巖石滲流試驗(yàn)研究方面，學(xué)者們發(fā)展了多種滲流試驗(yàn)方法，如穩(wěn)態(tài)法、非穩(wěn)態(tài)法、毛細(xì)管平衡法、平板模型法等，試圖從試驗(yàn)角度揭示裂隙滲流物理機(jī)制?，F(xiàn)有的滲流試驗(yàn)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(shí)裂隙巖石內(nèi)部的復(fù)雜滲流狀態(tài)仍難以直接觀察，并且受限于試樣制作技術(shù)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(yàn)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(fù)、成本低等優(yōu)勢，目前已被廣泛應(yīng)用于巖石滲流研究。然而，由于巖石裂隙極其復(fù)雜，如何準(zhǔn)確地描述和刻畫這些復(fù)雜裂隙網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前巖石滲流模擬與分析中的難點(diǎn)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(guān)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(dǎo)特性存在顯著差異，導(dǎo)致裂隙巖石滲流過程極其復(fù)雜。

武漢大學(xué)翁磊團(tuán)隊(duì)以裂隙砂巖為例，采用核磁共振成像技術(shù)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(shù)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(shí)反映復(fù)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(xiàng)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、交叉角度增大而減小；模擬分析得到的滲透系數(shù)與試驗(yàn)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(guān)性，但與裂隙粗糙度、交叉角度呈負(fù)相關(guān)性。

該項(xiàng)研究構(gòu)建的基于核磁共振圖像數(shù)字化技術(shù)的裂隙砂巖模型可以較好地表征巖石復(fù)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(guān)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(dǎo)。

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(shí)間的演化特征

粗糙裂隙砂巖滲流速度隨時(shí)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(yàn)值對比

學(xué)者風(fēng)采

翁 磊

湖北省“楚天學(xué)者”

國家級青年人才

武漢大學(xué)副教授、博士研究生導(dǎo)師，入選國家級青年人才項(xiàng)目、湖北省“楚天學(xué)者”計(jì)劃，長期從事深部巖體破裂機(jī)理與工程災(zāi)害控制研究。主持國家自然科學(xué)基金（2項(xiàng)）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題（2項(xiàng)）、湖北省自然科學(xué)基金等縱向項(xiàng)目10余項(xiàng)，參與國家自然科學(xué)基金重大/重點(diǎn)項(xiàng)目等8項(xiàng)。相關(guān)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(diǎn)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(xiàng)、軟件著作權(quán)4項(xiàng)；獲省部級一、二等獎3項(xiàng)，行業(yè)協(xié)會一、二等獎4項(xiàng)。連續(xù)入選斯坦福全球前2%頂尖科學(xué)家榜單（2024—2025年）、中國知網(wǎng)高被引學(xué)者TOP1%（2024—2025年），兼任中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會國際事務(wù)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(dān)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(xué)與工程學(xué)報(bào)》青年編委等。研究技術(shù)成果服務(wù)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(gè)國家重難點(diǎn)隧道（洞）工程，為保障深部資源開采和深部工程安全建設(shè)提供了支持。

成果精讀：

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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(shù)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(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國金屬學(xué)會主辦，主編為中國工程院王運(yùn)敏院士，現(xiàn)為北大中文核心期刊、中國科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊（中國科技核心期刊）、中國精品科技期刊（F5000頂尖學(xué)術(shù)論文來源期刊）、中國百強(qiáng)報(bào)刊、RCCSE中國核心學(xué)術(shù)期刊（A）、中國期刊方陣雙百期刊、國家百種重點(diǎn)期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊，被美國化學(xué)文摘（CA）、美國劍橋科學(xué)文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)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(jī)電與自動化、安全環(huán)保、礦山測量、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重大學(xué)術(shù)價(jià)值或工程推廣價(jià)值的研究成果，優(yōu)先報(bào)道受到國家重大科研項(xiàng)目資助的高水平研究成果。

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