基于局部单元劈裂的FEM/DEM自适应分析方法

• 作者: 严成增 孙冠华 葛修润 郑宏
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 有限元法/离散元法(FEM/DEM) 单元劈裂法 自适应技术 裂纹扩展
• 年，卷（期）: 2014,（7）
• 所属期刊栏目: 数值分析
• 页码范围: 2064-2070
• 页数: 7页
• 分类号: O319.56
• 语种: 中文

摘要

为了模拟岩体中裂纹的萌生、扩展，Munjiza提出了有限元法/离散元法(FEM/DEM)耦合分析方法。因为裂纹是沿单元边界进行扩展的，亦即裂纹扩展具有网格依赖性，为获得较好的裂纹扩展形态，需要划分密集的初始网格。为解决上述难题，基于FEM/DEM耦合分析方法，提出了基于局部单元动态劈裂的FEM/DEM自适应分析方法，以克服裂纹扩展形态对网格的依赖性。该方法在最初建模时无需划分很密的初始网格，随着荷载的施加，对裂纹尖端附近的局部单元进行动态劈裂，为裂纹的后续扩展提供了更多可能的扩展方向，使得裂纹扩展不必沿着初始网格的单元边界扩展，即可以沿着单元内部进行扩展，裂纹扩展形态更为平滑，与实际情况更为接近。同时相对原FEM/DEM耦合分析方法一开始就划分很密的网格而言，新方法可以划分较为稀疏的初始网格，计算成本降低。最后，通过巴西劈裂算例与原FEM/DEM耦合分析方法对比，分析表明，新方法在一定程度上克服了裂纹扩展形态对初始网格的依赖性。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	葛修润	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	180	6803	46.0	75.0
2	郑宏	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	105	2484	22.0	48.0
3	孙冠华	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	27	380	11.0	19.0
4	严成增	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	8	133	7.0	8.0