基于真实细观结构的岩土工程材料三维数值分析方法

摘要

提出基于真实细观结构的岩土工程材料三维数值分析方法.运用数字图像技术,将岩土工程材料的表面图像转换为材料的真实矢量细观结构.然后通过一种简单变换,将该矢量结构转换为单层的三维结构.最后采用研磨及扫描循环系统,逐步扫描并生成每一层材料的表面细观结构,将这些沿深度方向连续的细观结构逐层逐层叠加起来,从而形成了整个试件的三维真实细观结构.该细观结构可以与传统数值计算方法耦合来分析非均质岩土工程材料的力学性能.以香港花岗岩为例,采用有限差分法软件FLAC3D,分析岩石在单轴受压情况下的三维应力分布及裂纹的产生及扩展过程.计算结果显示真实细观结构能显著影响材料的力学性能及破裂模式.