基于水平集坐标的二维压剪节理动态扩展过程无网格法模拟研究

摘要

发展能有效模拟岩体节理拉压破坏动态扩展过程的无网格模拟方法，构造岩体节理张开和闭合接触摩擦行为的无网格法近似函数，采用水平集坐标描述和捕捉节理在扩展过程中的几何信息。当节理张开时，引入断裂线，并采用衍射准则引入位移跳跃项。当节理闭合时，提出类似于Goodman接触摩擦单元的无网格近似函数构造方法，考虑节理面上、下两侧的相对滑动和法向接触。与Goodman单元或以往的无网格模拟不同，本文的接触方法基于材料点而非结点，并与水平集坐标更新算法结合，在处理节理模型生成和动态扩展后的模型更新上更灵活、简便，且具有通用性。通过测试拉剪、压剪破坏单节理和雁行节理的静态和动态破坏扩展过程的算例，验证了本文方法的正确性和有效性。