CN116630243A - 裂隙岩体渗流过程模拟方法、装置、计算机设备及介质 - Google Patents

裂隙岩体渗流过程模拟方法、装置、计算机设备及介质 Download PDF

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CN116630243A CN202310487973.1A CN202310487973A CN116630243A CN 116630243 A CN116630243 A CN 116630243A CN 202310487973 A CN202310487973 A CN 202310487973A CN 116630243 A CN116630243 A CN 116630243A
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吴志军
吴龙冀
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Abstract

本申请公开一种裂隙岩体渗流过程模拟方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及裂隙岩体渗流技术领域，所述方法包括通过获取待测裂隙岩体试样的待测图像，对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值，根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值，强度值与测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系，根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数，基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果，使得裂隙岩体的每一处都被精确模拟，提高了模拟精度。

Description

裂隙岩体渗流过程模拟方法、装置、计算机设备及介质
技术领域
本申请涉及裂隙岩体渗流技术领域，尤其涉及一种裂隙岩体渗流过程模拟方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
裂隙岩体渗流作为一种常见的工程地质现象，由之引发的安全隐患给工程建设带来巨大的风险，35％-40％的水利水电坝体失稳、90％以上的山体边坡破坏、60％-65％的煤矿甬道突水事故均与裂隙岩体渗流相关，同时油气资源开采也涉及到裂隙岩体渗流问题。虽然相关技术中采样的数值方法可实现对各种渗流条件下的裂隙岩体渗流全过程模拟，即相关技术中，对裂隙岩体渗流过程模拟时，设置的参数都是将岩体看作是均质的，即岩体各个点处的孔隙率、渗透率、密度、压缩性都设置的完全一致。但由于天然岩体内部存在大量孔隙、裂隙等结构面，分布情况十分复杂，相关技术对描述和模拟裂隙岩体的渗流过程精准性较低。
由于描述和模拟流体在裂隙中的流动分布状态，评估裂隙岩体的渗流特性对于维护岩体工程安全稳定及资源的有效开发利用有着重要意义，因此，如何提高裂隙岩体渗流过程模拟的精准性是亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出一种裂隙岩体渗流过程模拟方法，以解决相关技术中对岩体渗流模拟的精准性低的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种裂隙岩体渗流过程模拟方法，包括如下步骤：
获取待测裂隙岩体试样的待测图像；
对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值；
根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值；强度值与测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系；
根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数；
基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果。
在一些实施方式中，待测图像为核磁共振图像，获取待测裂隙岩体试样的待测图像，包括：
对待测裂隙岩体试样进行饱和处理；
获取饱和处理后的待测裂隙岩体试样的核磁共振图像。
在一些实施方式中，上述方法还包括：
根据预设的强度值区间和待测图像中的每个像素点的强度值，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型。
在一些实施方式中，强度值区间包括第一区间、第二区间和第三区间，第一区间为(0.5-1]，第二区间为(0.25-0.5]，第三区间为(0-0.25]；
根据预设的强度值区间和待测图像中的每个像素点的强度值，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型，包括：
当强度值在第一区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为主裂隙区域；
当强度值在第二区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为次裂隙区域；
当强度值在第三区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为岩块基质区域。
在一些实施方式中，对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，包括：
获取待测图像中每个像素点的三个通道分别对应的强度值；
将每个像素点的三个通道对应的强度值进行求平均，得到灰度图像中每个像素点的强度值。
在一些实施方式中，预设的计算参数包括渗透率、孔隙度、岩体密度、固体压缩性、流体密度、流体压缩性、流体动力粘度系数。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种裂隙岩体渗流过程模拟装置，裂隙岩体渗流过程模拟装置包括：
获取模块，用于获取待测裂隙岩体试样的待测图像；
归一化模块，用于对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值；
构造模块，用于根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值；强度值与测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系；
设置模块，用于根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数；
求解模块，用于基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果。
在一些实施方式中，裂隙岩体渗流过程模拟装置包括：
区域确定模块，用于根据预设的强度值区间和待测图像中的每个像素点的强度值，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述裂隙岩体渗流过程模拟方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的裂隙岩体渗流过程模拟方法的步骤。
与相关技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
通过获取待测裂隙岩体试样的待测图像，对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值，根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值，强度值与测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系，根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数，基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果，由于灰度图像上的每个像素点有不同的强度值也就是灰度值，即每个像素点可以代表岩体的一处，这样就可以通过变化函数来描述待测图像上每个像素点的渗流特性参数，也就是获取裂隙岩体每一处的渗流特性参数，进而基于预设的计算参数和每个像素点的渗流特性参数来实现裂隙岩体渗流过程的模拟，即使得裂隙岩体的每一处都可以被精确模拟，提高了模拟的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图；
图2是本申请实施例提供的裂隙岩体渗流过程模拟方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的饱和处理后的待测裂隙岩体试样的示意图；
图4-a、图4-b和图4-c是本申请实施例中饱和处理后的待测裂隙岩体试样分别在第一区间、第二区间和第三区间的强度值分布图；
图5是本申请实施例中涉及的裂隙试样网格模型；
图6是本申请实施例中涉及的裂隙岩体渗流模拟结果图；
图7是本申请实施例中涉及的为验证模拟结果的试验结果图；
图8是本申请实施例中涉及的试验结果与数值结果误差对比图；
图9是本申请提供的裂隙岩体渗流过程模拟装置的一个实施例的结构示意图；
图10是本申请提供的计算机设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。
终端设备101、102、103可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上显示的页面提供支持的后台服务器。
需要说明的是，本申请实施例所提供的裂隙岩体渗流过程模拟方法一般由服务器/终端设备执行，相应地，裂隙岩体渗流过程模拟装置一般设置于服务器/终端设备中。
应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
在本申请实施例中，如图2所示，图2是本申请实施例提供的裂隙岩体渗流过程模拟方法的流程示意图，裂隙岩体渗流过程模拟方法的具体实现包括：
S201：获取待测裂隙岩体试样的待测图像。
其中，待测图像可以表示经过饱和处理后得到的待测饱和裂隙岩体试样的图像。该待测图像可以为核磁共振图像。
在一些实施方式中，获取待测裂隙岩体试样的待测图像，包括：
对待测裂隙岩体试样进行饱和处理；
获取饱和处理后的待测裂隙岩体试样的核磁共振图像。
具体地，饱和处理过程包括：先将待测裂隙岩体试样在105℃的恒温条件下干燥24小时，然后将干燥后的待测裂隙岩体试样放置于YZK-2型岩石真空饱水仪中，在-0.1MPa的条件下抽真空10小时，最后在10MPa的水压条件下饱水48小时。并通过利用核磁共振成像装置获取待测裂隙岩体试样的核磁共振图像。
如图3所示，图3是本申请实施例提供的饱和处理后的待测裂隙岩体试样的示意图，从图3可知，通过核磁共振成像装置获取到的待测饱和裂隙岩体试样的图像，此时待测饱和裂隙岩体试样内无渗流。
S202：对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值。
其中，归一化处理是将待测裂隙岩体试样的待测图像中三种基础色强度值进行归一化处理，得到灰度图像，可以将灰度图像中所包括各个归一化后的像素点的强度值定义为归一化特征值，即I值。
在一些实施方式中，对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，包括：
获取待测图像中每个像素点的三个通道分别对应的强度值；
将每个像素点的三个通道对应的强度值进行求平均，得到灰度图像中每个像素点的强度值。
具体地，可以用0～255表示每个像素点的三个通道红、绿、蓝分别对应的强度值R、G、B，得到灰度图像中每个像素点的强度值I：并将得到的强度值I处理为[0～1]，也就是将归一化处理后的强度取值范围由[0～255]转换为[0～1]。
其中，强度值与待测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系。此处的待测裂隙岩体试样为饱和处理后的待测裂隙岩体试样。渗流特性参数可以包括渗透率和孔隙度(或孔隙率)。通过建立归一化处理后得到的I值与饱和处理后的待测裂隙岩体试样渗流特性参数渗透率、孔隙度之间的对应关系。例如，通过低场核磁共振成像技术获得了饱和处理后的待测裂隙岩体试样的灰度图像，根据灰度图像的不同强度值划分出不同的裂隙区域，不同的裂隙区域有不同的孔隙率和渗透率。
在一些实施方式中，上述方法还包括：
根据预设的强度值区间和待测图像中的每个像素点的强度值，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型。
其中，区域类型即根据不同强度值划分的不同裂隙区域。
在一些实施方式中，强度值区间包括第一区间、第二区间和第三区间，第一区间为(0.5-1]，第二区间为(0.25-0.5]，第三区间为(0-0.25]，如图4-a、图4-b和图4-c所示，为本申请实施例中饱和处理后的待测裂隙岩体试样分别在第一区间、第二区间和第三区间的强度值分布图。
根据预设的强度值区间和待测图像中的每个像素点的强度值，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型，包括：
当强度值在第一区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为主裂隙区域；
当强度值在第二区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为次裂隙区域；
当强度值在第三区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为岩块基质区域。
其中，强度值即I值处于0.5-1之间的区域设置为主裂隙区域，处于0.25-0.5之间区域设置为次裂隙区域，处于0-0.25之间区域设置为较完整的岩块基质区域。示例性的，主裂隙区域渗透率为1×10-11-1×10-10，孔隙度为0.7-0.9；主裂隙区域渗透率为1×10-12-1×10-11，孔隙度为0.4-0.7；主裂隙区域渗透率为1×10-13-1×10-10，孔隙度为0.7-0.9。
归一化处理后得到的I值与饱和处理后的待测裂隙岩体试样渗流特性参数渗透率、孔隙度之间的对应关系，如下表1所示。
表1裂隙试样渗透系数和孔隙度
S203：根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值。
具体地，将灰度图像导入COMSOL Multiphysics(多物理场仿真软件)中，该软件基于有限元方法通过求解偏微分方程来模拟流体(水)在岩体中的渗流过程，构造关于像素点位置(x,y)的变化函数AF，变化函数用于表征待测裂隙岩体试样的核磁共振图像的归一化强度值。在待测裂隙岩体试样的建模过程中需要通过数值计算模型将其几何模型进行网格划分，如图5所示，数值计算模型可以是本申请实施例中涉及的裂隙试样网格模型，然后进行物理参数设定，包括岩体的孔隙率、渗透率、密度、压缩性等，由于岩体的非均质性，岩体每一点处的孔隙率、渗透率、密度、压缩性都可能是不一样的，因此理想的情况下是划分后的每个网格都有各自的物理参数，而以往进行裂隙岩体渗流过程模拟时，设置物理参数都是将岩体看作是均质的，即岩体各个点处的孔隙率、渗透率、密度、压缩性都设置的完全一致，相比之下，本申请实施例模拟出来的裂隙岩体渗流过程才更加精准。
S204：根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数。
通过变化函数AF设置饱和处理后的待测裂隙岩体试样的待测图像的每个像素点的孔隙度和渗透率，例如可将孔隙度和渗透率分别表示为ep(im(x,y)、ka(im(x,y))，其中，x和y表示像素点的位置。由于每个像素点可以代表待测裂隙岩体的一处，这样就可以知道待测裂隙岩体每一处的孔隙度和渗透率。在通过多物理场仿真软件进行裂隙岩体渗流过程模拟划分网格后进行物理参数设定时，构造关于像素点位置(x,y)的变化函数，通过变化函数可以设置待测图像每个像素点表征的孔隙度和渗透率，进而提高模拟的精度。
S205：基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果。
其中，预设的计算参数包括渗透率、孔隙度、岩体密度、固体压缩性、流体密度、流体压缩性、流体动力粘度系数。
具体地，在非饱和渗流中，地下水位和饱和度不是常数，而是随时间变化而变化。为了求解Richards方程，需要引入非饱和渗流接口。其中，此处的Richards方程指可以阐述非饱和多孔介质如土壤等非稳态流的抛物线微分方程，由广义达西定律和连续性方程求得。通过采用非饱和渗流接口求解Richards方程来实现对渗流特性参数的求解。在非饱和渗流接口中，将地下水位和饱和度作为两个变量，而不是两个参数。在非饱和渗流接口中，为了求解Richards方程，通常使用数值方法进行模拟。其中，常用的数值方法包括有限差分法、有限元法等。在有限差分法中，可以将Richards方程离散化为一个差分方程组，然后使用数值方法求解该方程组。在有限元法中，可以将Richards方程表示为空间上的积分形式，然后使用数值方法求解该积分方程。
示例性的，预设的计算参数如下表2所示。对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数完成求解计算，得到待测裂隙岩体试样不同时间步流速分布，如图6所示，图6是本申请实施例中涉及的裂隙岩体渗流模拟结果图，图6展示了待测裂隙岩体试样在第20s、第40s、第60s、第80s和第100s中不同渗透速度的模拟效果。
表2裂隙试样渗流模型计算参数表
在本申请实施例中，认为流体类型为水，属于牛顿流体，恒温等密度流动，待测裂隙岩体试样选用砂岩，由于模型尺寸较小，不考虑流体流动时对裂隙岩体造成的变形，模型上下边界为无流动的不透水边界，渗流入口在左端，出口在右端，在恒定压力0.5MPa条件下，流体从计算模型入口流入，出口渗透水压力设置为0，选择瞬态求解器进行求解计算。其中，瞬态求解器通常使用数值方法来离散时间，并使用离散时间微分方程组来求解动态过程。常用的瞬态求解器包括欧拉法、四阶龙格-库塔法、低阶龙格-库塔法和高阶龙格-库塔法等。
为验证上述模拟结果的可靠性，利用低场核磁共振仪及渗流驱替成像装置对上述裂隙岩样进行相同渗流条件下的渗流试验，每隔20s使用核磁设备进行核磁共振成像，结果如图7所示，图7是本申请实施例中涉及的为验证模拟结果的试验结果图。图8是本申请实施例中涉及的试验结果与数值结果误差对比图。从试验值和模拟值对比来看，整体上模拟结果较好地模拟了真实裂隙砂岩的渗流全过程，流体主要通过主裂隙流动，流速较大，在较完整的岩块基质区域流速较低，模拟结果再现了流体在主裂隙中自由流动并逐步填充岩体微小孔隙的全过程。
通过获取待测裂隙岩体试样的待测图像，对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值，根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值，强度值与测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系，根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数，基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果，由于灰度图像上的每个像素点有不同的强度值也就是灰度值，即每个像素点可以代表岩体的一处，这样就可以通过变化函数来描述待测图像上每个像素点的渗流特性参数，也就是获取裂隙岩体每一处的渗流特性参数，进而基于预设的计算参数和每个像素点的渗流特性参数来实现裂隙岩体渗流过程的模拟，即使得裂隙岩体的每一处都可以被精确模拟，提高了模拟的精度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
进一步参考图9，作为对上述图2所示方法的实现，本申请提供了一种裂隙岩体渗流过程模拟装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
如图9所示，为本申请提供的裂隙岩体渗流过程模拟装置的一个实施例的结构示意图，所述裂隙岩体渗流过程模拟装置还包括：获取模块91、归一化模块92、构造模块93、设置模块94以及求解模块95。其中，
获取模块91，用于获取待测裂隙岩体试样的待测图像；
归一化模块92，用于对待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值；
构造模块93，用于根据预设的数值计算模型，构造灰度图像的变化函数，其中，每个变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值；强度值与测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系；
设置模块94，用于根据变化函数设置待测图像中的每个像素点的渗流特性参数；
求解模块95，用于基于预设的计算参数，对待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果。
在一些实施方式中，求解模块95中的预设的计算参数包括渗透率、孔隙度、岩体密度、固体压缩性、流体密度、流体压缩性、流体动力粘度系数。
在一些实施方式中，裂隙岩体渗流过程模拟装置包括：
区域确定模块，用于根据预设的强度值区间和待测图像中的每个像素点的强度值，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型。
在一些实施方式中，待测图像为核磁共振图像，获取模块91还用于：
对待测裂隙岩体试样进行饱和处理；
获取饱和处理后的待测裂隙岩体试样的核磁共振图像。
强度值区间包括第一区间、第二区间和第三区间，第一区间为(0.5-1]，第二区间为(0.25-0.5]，第三区间为(0-0.25]；
在一些实施方式中，区域确定模块还用于：
当强度值在第一区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为主裂隙区域；
当强度值在第二区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为次裂隙区域；
当强度值在第三区间内时，确定待测裂隙岩体试样所属的区域类型为岩块基质区域。
在一些实施方式中，归一化模块92还用于：
获取待测图像中每个像素点的三个通道分别对应的强度值；
将每个像素点的三个通道对应的强度值进行求平均，得到灰度图像中每个像素点的强度值。
关于上述实施例中裂隙岩体渗流过程模拟装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机设备。具体请参阅图10，图10为本实施例计算机设备基本结构框图。
所述计算机设备10包括通过系统总线相互通信连接存储器101、处理器102、网络接口103。需要指出的是，图中仅示出了具有组件101-103的计算机设备10，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
所述存储器101至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或D裂隙岩体渗流过程模拟存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器101可以是所述计算机设备10的内部存储单元，例如该计算机设备10的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器101也可以是所述计算机设备10的外部存储设备，例如该计算机设备10上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，所述存储器101还可以既包括所述计算机设备10的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器101通常用于存储安装于所述计算机设备10的操作系统和各类应用软件，例如裂隙岩体渗流过程模拟方法的程序代码等。此外，所述存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
所述处理器102在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器102通常用于控制所述计算机设备10的总体操作。本实施例中，所述处理器102用于运行所述存储器101中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述裂隙岩体渗流过程模拟方法的程序代码。
所述网络接口103可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口103通常用于在所述计算机设备10与其他电子设备之间建立通信连接。
本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有裂隙岩体渗流过程模拟程序，所述裂隙岩体渗流过程模拟程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的裂隙岩体渗流过程模拟方法的步骤。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种裂隙岩体渗流过程模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待测裂隙岩体试样的待测图像；
对所述待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，所述灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值；
根据预设的数值计算模型，构造所述灰度图像的变化函数，其中，每个所述变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值；所述强度值与所述测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系；
根据所述变化函数设置所述待测图像中的每个像素点的渗流特性参数；
基于预设的计算参数，对所述待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到所述待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果。
2.根据权利要求1所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法，其特征在于，所述待测图像为核磁共振图像，所述获取待测裂隙岩体试样的待测图像，包括：
对所述待测裂隙岩体试样进行饱和处理；
获取饱和处理后的待测裂隙岩体试样的所述核磁共振图像。
3.根据权利要求1所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据预设的强度值区间和所述待测图像中的每个像素点的强度值，确定所述待测裂隙岩体试样所属的区域类型。
4.根据权利要求3所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法，其特征在于，所述强度值区间包括第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为(0.5-1]，所述第二区间为(0.25-0.5]，所述第三区间为(0-0.25]；
所述根据预设的强度值区间和所述待测图像中的每个像素点的强度值，确定所述待测裂隙岩体试样所属的区域类型，包括：
当所述强度值在所述第一区间内时，确定所述待测裂隙岩体试样所属的区域类型为主裂隙区域；
当所述强度值在所述第二区间内时，确定所述待测裂隙岩体试样所属的区域类型为次裂隙区域；
当所述强度值在所述第三区间内时，确定所述待测裂隙岩体试样所属的区域类型为岩块基质区域。
5.根据权利要求1所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法，其特征在于，所述对所述待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，包括：
获取所述待测图像中每个像素点的三个通道分别对应的强度值；
将每个像素点的所述三个通道对应的强度值进行求平均，得到所述灰度图像中每个像素点的强度值。
6.根据权利要求1所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法，其特征在于，所述预设的计算参数包括渗透率、孔隙度、岩体密度、固体压缩性、流体密度、流体压缩性、流体动力粘度系数。
7.一种裂隙岩体渗流过程模拟装置，其特征在于，所述裂隙岩体渗流过程模拟装置包括：
获取模块，用于获取待测裂隙岩体试样的待测图像；
归一化模块，用于对所述待测图像进行归一化处理，得到灰度图像，其中，所述灰度图像包括各个归一化后的像素点的强度值；
构造模块，用于根据预设的数值计算模型，构造所述灰度图像的变化函数，其中，每个所述变化函数描述每个归一化后的像素点的强度值；所述强度值与所述测裂隙岩体试样的渗流特性参数具有对应关系；
设置模块，用于根据所述变化函数设置所述待测图像中的每个像素点的渗流特性参数；
求解模块，用于基于预设的计算参数，对所述待测图像中的每个像素点的渗流特性参数进行求解，得到所述待测裂隙岩体试样的裂隙岩体渗流过程模拟结果。
8.根据权利要求1所述的裂隙岩体渗流过程模拟装置，所述裂隙岩体渗流过程模拟装置，包括：
区域确定模块，用于根据预设的强度值区间和所述待测图像中的每个像素点的强度值，确定所述待测裂隙岩体试样所属的区域类型。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的裂隙岩体渗流过程模拟方法的步骤。
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