岩土工程中图形计算力学方法的研究及应用

岩土工程中图形计算力学方法的研究及应用

岩体具有极为复杂的工程特性，它包括了所有固体材料的力学属性，目前形成了从不同途径出发，各具特色的分析方法，无论是把岩体视为连续介质的有限单元法还是视为非连续介质的离散元法、散体元法、块体理论、DDA流形元等方法，都是在数值计算的基础上得出结果再应用图形显示，而本课题组首次提出了图形计算力学的概念和方法，利用CAD平台，将整个岩体切割成为具有一定方向、一定规模、一定形态和特征面的组合实体，它真实地模拟了岩体的层面、节理、软弱夹层、破碎带等地质特性。它直接利用实体岩块在结构分缝面上的滑移、脱离、转动等变形运动的图形，分析出不连续的变形特性，这种图形实体的主要特征属性，相互接触，嵌入的位置和量值可直接从图形中判断计算。然后应用于多种数值方法之中，较之现有的纯数学计算方法更加直观、简便和可靠，此法和虚拟现实技术相结合，使图形计算力学充满了发展的空间和应用价值。