模拟岩体失效全过程的连续-非连续变形体离散元方法及应用

岩石、混凝土等材料,由于存在细观构造的非均匀性,其损伤-破碎发展过程及破损特征与材料中含有的微裂隙分布相关。基于有限-离散耦合分析的思路,在变形体离散元法的基础上引入基于弹塑性断裂力学的黏聚力模型,在细观单元之间插入界面单元,并对界面单元的刚度等参数进行推导,通过界面单元的起裂、扩展和失效,实现岩体开裂扩展的数值模拟。以岩石单轴压缩、单个颗粒破碎以及边坡失稳3个算例对该方法进行验证,结果表明:所提出的方法能较好地模拟计算裂纹的开裂萌生与扩展,反映岩石介质从小变形到大变形再到破坏的全过程。