近年来关于裂隙介质渗流问题引起广泛关注。裂隙及其构成的裂隙网络是地下水系统中水、污染物以及石油储层中的石油、天然气的关键迁移通道,也是放射性废物从低渗透岩体储库发生泄露的关键路径。研究单裂隙的渗透特性是研究岩体水力学特征以及渗流状态规律模拟预测的基础。对于单裂隙而言,裂隙的几何形态特征及裂隙内充填胶结情况对其渗透性影响重大。由此可见,对裂隙几何隙宽进行全面而准确的定量表征,建立几何隙宽与水力隙宽之间的关系,不仅对准确评价裂隙岩体渗透特性具有重要意义,而且为有效推测工程尺度裂隙岩体渗透特征提供切实依据。分析裂隙内流体运移特征及渗流作用机理,为研究裂隙介质溶质运移及核素迁移问题提供条件,从而为地下水污染物运移问题、高放废物处置场址区水文地质条件评价奠定基础,具有巨大科学意义及实用价值。本文在定量表征裂隙几何隙宽的基础上,利用蒙特卡洛方法生成随机隙宽单裂隙模型,借助格子B oltzmann方法对不同裂隙模型进行了渗流模拟,结合真实裂隙室内渗透试验,与真实裂隙模型渗流结果进行对比,分析了不同类型裂隙的渗透性差异,研究了裂隙几何参数与水力参数的关系,阐明了隙宽对单裂隙渗流的影响及作用机理。主要研究内容与结论如下:（1）基于数字图像处理技术提出了隙宽数字化提取方法,经验证,该方法适用性及准确性强。利用隙宽数字化提取方法,对不同类型、不同方向的裂隙隙宽进行了精准测量及统计分析,结果表明广义极值分布对裂隙隙宽概率分布拟合有较强的适用性,同一个样品水平方向与垂直方向隙宽概率分布模型基本相同。大多数裂隙的试验变异曲线在原点处的形状表现为直线型或抛物线型,在mm级别尺度上,裂隙各点之间的隙宽相关性较好;大部分裂隙的试验变异曲线符合空穴效应模型,显示处一定周期的波动;针对单个张裂隙而言,其水平和垂直轴线方向上的试验变异函数模型差异明显,表明其空间各向异性较强。（2）借助格子Boltzmann方法进行单裂隙渗流模拟分析,发现模型的水力隙宽均小于机械隙宽,裂隙隙宽空间分布对水力隙宽造成的影响要大于裂隙隙宽的概率分布,在裂隙建模与渗流模拟时,生成与实际裂隙具有相同概率分布的模型将会更加准确。随着机械隙宽的增大,裂隙隙宽变化情况对裂隙整体渗流影响在降低,裂隙越来越趋近于光滑平直裂隙,水力隙宽越来越接近机械隙宽。对本文中裂隙模型而言,当均值隙宽的值大于26个格子单位时,转换成实际宽度为0.86mm,其折减系数大于0.9,可以认为该裂隙隙宽分布影响下的均值隙宽临界值近似为0.86mm。（3）利用课题组自主研发的渗透试验装置,对取自我国高放废物处置预选场址区的不同类型单裂隙进行渗透试验,结果表明:本文岩样中,部分充填型裂隙渗透系数分布在10-2m/s～10-3m/s之间,充填胶结型裂隙渗透系数分布在10 6m/s～10-7m/s之间,充填胶结型裂隙渗透性小于部分充填型裂隙渗透性,表明充填与胶结情况是影响裂隙渗透性的关键因素之一。LBM模拟水力隙宽分布在0.1～0.7mm之间,试验水力隙宽分布在0.001～0.12mm之间;裂隙内由于充填岩石碎块的存在导致实际裂隙渗透性降低,其影响程度达到1个数量级,受到裂隙内的充填与胶结双重因素的作用,影响程度达到了2个数量级。（4）将几何观测、数值模拟、物理试验三种手段相结合,引入了频率水力隙宽的概念,发现:对于本次试验的单裂隙样品来说,等效水力隙宽可以取频率水力隙宽b20～b30。随着dm/σ的增加,dh1/dm逐渐增加,且增加的幅度在逐渐减小,不断趋近于1,随着dm/σ的减小,裂隙的水力学特征对粗糙度的敏感性增加,导致立方定律的误差增加。通过拟合得到了相应公式:dh2/dm=1-e（-0.38896×dm/σ）,定量研究了符合广义极值分布概率分布的模拟水力隙宽与机械隙宽的关系。根据该公式,得到不考虑充填胶结情况下的修正立方定律公式:Q=gJb/12v（（1-e（-0.38896×dm/σ））·dm）3。