地质体材料破坏演化过程试验与数值模拟研究

研究地质体材料的破坏演化过程是地质灾害防治工程中亟待解决的关键科学问题,也是力学的前沿课题.申请者提出的基于连续模型的离散元计算方法(CDEM)，其原理是可以根据有限元的刚度矩阵得到离散元的弹簧刚度和弹簧的方向。该方法描述材料的连续特性与有限元一致、非连续特性与离散元的模型相同，还可以模拟材料由连续演化为非连续的破坏过程。为验证该计算方法的可靠性，进行几种不同类型的试验：借助于申请者自主研制的柔性边界材料试验机、等应力侧向边界大剪试验装置和大型滑坡试验平台进行地质体破坏的各种试验，进而结合数值模拟分析、确定地质体材料的破坏准则。在CDEM力学模型中加入水的渗流模型，模拟室内结构面岩体、土石混合体裂隙渗流与地质体的相互作用。在此基础上，模拟正在监测的湖北清江茅坪滑坡，预测滑坡的变形过程并与不断得到的测量数据比较，验证预测结果的准确性和计算模型的可靠性，为地质工程提供新的分析工具。