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基于数值流形法在岩土工程中的应用

熊帅  李斯樵  刘丽娟  
【摘要】:数值流形方法(NMM)是当前岩体力学与工程界十分关注的一种新的数值方法,其目的是为了解决可同时处理连续与非连续的问题。对该方法近年来在理论研究和应用方面取得的重要进展进行了综述:在理论研究方面,目前已对不同形式物理覆盖流形单元的性能进行了研究,结果表明:流形单元的精度较有限单元高,且提高覆盖函数的阶次能提高单元的精度;在应用方面,主要针对岩土工程领域内的进展进行综述,在边坡工程中提出超流形单元的子域划分算法用于模拟倾斜边坡上的高裂隙岩体精度较高,用异步强度折减法模拟岩土体材料破坏过程效果较好;深埋隧道及地下洞室方面采用数值流形法能有效模拟高应力波作用下高裂隙岩体开挖带的破坏;大变形中采用改进后的数值流形法模拟了围岩渐近破坏规律,建议采用固定网格的拉格朗日方法对数学网格与材料物理边界分离有较明显的优势;流固耦合方面综合考虑渗流与断裂的数值流形法模拟了岩石边坡在渗流作用下的破坏过程,在最后数值流形法针对复杂大型的岩土工程采用三维数值流形方法提出了理论依据,并对今后的模型参数选择、不同物理场协调性等问题的解决提供了一定的理论基础,对指导工程实践有一定的借鉴意义。

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