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基于离散元法的岩土体多场多相耦合模拟系统研发与进展

离散元法 岩土体 多场耦合 流固耦合 MatDEM

计算力学在工程中的应用 > 计算岩土力学与岩土工程

地质与岩土工程领域的很多问题都涉及大变形破坏，如滑坡，地面沉降及地裂缝等。离散元法通过堆积和胶结颗粒来构建模型，能有效地模拟岩土体的非连续性、不均匀性和大变形破坏，近年来已被广泛地用于实际工程中。但岩土体受水热力多场和流固耦合等的复杂作用，离散元法在处理工程中的多场和流固耦合问题上还不成熟。本文基于自主研发的岩土体高性能三维离散元模拟系统”MatDEM”，介绍了其在水-热-力多场耦合及流固耦合上的研究与应用。基于水分场、温度场对等效单元力学属性的影响，MatDEM实现了多场耦合作用，并用于黏性土失水开裂与地面沉降的数值模拟。基于孔隙网络模型及密度流思想，MatDEM实现了二维流固耦合，并用于水力压裂及水流传热模拟。水力压裂结果表明，土体在高水压作用下趋于形成生成呈120°的裂纹。