岩体裂隙渗流研究在地下工程中占有重要的地位,如采矿工程、核废料储存工程、地下隧洞、核电站地基等。受地质作用及后期卸荷影响,在岩体内部会产生大量裂隙,裂隙的存在不仅会对岩体强度产生影响,而且成为了岩体内部渗流的主要通道。岩体内部裂隙的生长方向具有随机性和不确定性,其表面轮廓分布具有不均质性、不连续性。根据裂隙的不同形成方式式,岩体内部存在贯通的单裂隙、交叉裂隙、连通的裂隙网络。基于此,本文通过数值模拟生成了单裂隙、交叉裂隙、裂隙网络,并结合格子Boltzmann方法模拟了不同形式裂隙渗流,研究成果如下;(1)模拟了压差驱动下平板裂隙渗流,通过对比泊肃叶流水平方向的速度解析解验证了本方法的正确性。基于立方定律,考虑采用多平板等效模型渗流,通过数值解与解析解对比,验证了本数值模拟方法的精确性,分析发现;台阶的高度和裂隙的长度是导致误差的产生原因。(2)结合中点插值法生成不同粗糙度的单裂隙模型,模拟了基于速度边界条件下不同粗糙度裂隙渗流。研究显示;在粗糙裂隙壁面附近,流体流动过程中受到固体凸起壁面的阻挡,流线弯曲发生绕流现象,随着距粗糙裂隙面距离的增加,流线的弯曲程度逐渐减小。由于裂隙面凸起对流体阻碍作用,导致相邻点的平均压降产生变化,在沿程起伏突变的地方,压降变化尤为显著。不同相对粗糙度情况下相邻点的平均压降与表面的沿程起伏状况具有相似的变化趋势,即在壁面凸起的位置平均压降呈增长趋势,而在凹陷的部位则表现为降低。(3)模拟了压差驱动下交叉裂隙渗流,分析了角度、隙宽、压差等参数对损耗压降比的影响。受裂隙角度变化的影响,裂隙从左至右流动方向内流体运动轨迹变得弯曲,随着角度的增加而弯曲程度增大,流通受阻,导致损耗压降比随着裂隙角度的增大而增加。受隙宽的作用,随着隙宽的增加,对于单裂隙和人字分叉裂隙而言,裂隙内流通能力增强,流速增大,在裂隙转角处能量损耗减小,损耗压降比随着隙宽的增大而减小。增大隙宽在沿着其流动方向时,十字交叉裂隙会降低其损耗压降比,而增大隙宽沿着斜向流动方向时,会增大其损耗压降比。(4)针对自然界中的真实裂隙随机分布情况,利用Matlab软件生成了二维复杂裂隙网络结构,并结合格子Boltzmann方法模拟了裂隙网络渗流,对于均值泰森多边形,随着区域内点的数量的增加,裂隙内流通通道增加,由于裂隙的随机分布,渗透率呈不规则增大。考虑由固体区域内面积分布的影响,区域内点的数量增加的同时,伴随着裂隙通道数量随机增加,裂隙的宽度有所变化,在增加点的数量时,受隙宽变化的影响渗透率呈不规则下降。对于非均值泰森多边形,随着点的集中在指定区域,裂隙渗透率呈下降趋势。