剪切位移引起的单裂隙中的流动通道化

通过实验和数值方法研究了具有互补自仿射表面的粗糙壁面的相对剪切位移 $\vec u$ 对裂隙输运性质的影响。剪切位移 $\vec u$ 引起孔径场的各向异性，其相关长度随 $u$ 标度，并且在垂直于 $\vec u$ 的方向上显著更大。这反映了垂直于 $\vec u$ 的长程通道的出现，导致在垂直于剪切方向上的流动具有更高的有效渗透率。实验观察到，此类裂隙中的互溶驱替前沿表现出自仿射几何形状，其特征指数与粗糙壁表面的特征指数直接相关。当平均流平行于剪切位移产生的通道时，一个基于孔径场通道化的简单模型可以重现前沿几何形状。