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摘要：公开了一种考虑岩土体破裂的数值模拟方法、装置、介质及设备，属于工程地质及岩土工程领域。该方法包括：获取研究区域的岩土材料的网格划分结果；将研究区域的岩土材料划分为连续区域和非连续区域，于非连续区域的实体单元之间形成第一界面，于连续区域和非连续区域之间形成第二界面；在第一界面设置第一节理单元，在第二界面设置第二节理单元；在第一节理单元、第二节理单元上设置连接弹簧并给定强度参数；根据实体单元应力状态以及节理单元的破坏情况，完成非连续区域的破裂过程模拟。该装置、介质及设备能够用于实现该方法。其能够减少不必要的单元间相互作用计算，计算所需的时间步长更短，模拟含任意复杂物理边界岩土材料的破裂全过程。

主权项：1.一种考虑岩土材料破裂的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：获取研究区域的岩土材料的网格划分结果，形成实体单元，使得所述实体单元边界与物理边界重合；将所述研究区域的岩土材料划分为连续区域和非连续区域，于所述非连续区域的实体单元之间形成第一界面，于所述连续区域和非连续区域之间形成第二界面；在所述第一界面设置第一节理单元，在所述第二界面设置第二节理单元；在所述第一节理单元、第二节理单元上设置连接弹簧并给定强度参数，所述连接弹簧包括法向弹簧和或切向弹簧，所述强度参数包括弹簧刚度、抗拉强度和抗剪强度；根据所述实体单元应力状态以及所述节理单元的破坏情况，完成非连续区域的破裂过程模拟；所述根据所述实体单元应力状态以及所述节理单元的破坏情况，模拟非连续区域的破裂过程具体包括以下步骤：获取所述第一界面、第二界面之间节理单元的变形情况及应力状态；根据所述第一界面、第二界面之间节理单元的变形情况及应力状态，加减所述连接弹簧；根据所述连接弹簧的数量及伸长量，结合实体单元的变形情况及块体间接触状态，集成总体刚度矩阵，得到整体平衡方程；求解所述整体平衡方程，判断求解前后接触状态是否相同，若不满足，进行开闭迭代，直至求解前后接触状态相同，系统达到稳定接触状态，得到所述整体平衡方程的应力求解结果；根据所述整体平衡方程的应力求解结果，获取并移除被破坏的节理单元；重复上述步骤，直至完成非连续区域的破裂过程模拟；其中，所述整体平衡方程为：{[Ke]+[Kc]+[Kd]+[Kj]}{D}+{Fd}+{Fc}+{Fj}＝{F}式中：[Ke]为刚度矩阵，[Kd]为惯性矩阵，[Kc]为接触矩阵，[Kj]为节理矩阵，{D}为节点位移，{Fd}为惯性力，{Fc}为接触力，{Fj}为节理力，{F}为外荷载；根据所述整体平衡方程的应力求解结果，获取并移除被破坏的节理单元的步骤过程中，节理单元被破坏的条件如下：σn＝N≥T0 式中：N为法向接触力，N＝Pndn，Pn为法向接触刚度，dn为法向接触距离；T＝Ptdt，Pt为切向接触刚度，dt为切向接触距离。

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百度查询： 中国科学院武汉岩土力学研究所 考虑岩土体破裂的数值模拟方法、装置、介质及设备