基于三维并行SPH模型的土体流滑特性研究

土体的大变形流滑导致了许多地质灾害的发生，对人们的生命财产安全构成了极大的威胁，因此越来越多的研究开始关注土体的大变形流滑特性。其中，光滑粒子流体动力学（SPH）方法是常用的模拟方法之一，但SPH方法的粒子特性导致其计算时间过长，影响了在工程地质领域的进一步应用。对此，本研究基于SPH方法的基本原理、非牛顿流体理论和等效黏度概念，提出了适用于土体大变形流滑分析的三维SPH仿真模型。结合OpenMP并行计算原理，实现了SPH算法的并行优化。在此基础上，对土体流滑模型试验进行了二维和三维分析，得到了滑动距离、滑动冲击力和冲击力峰值等动力学参数，分析了计算维数和边界条件对流滑特性的影响机制。通过不同线程数下计算时间的对比，获得了计算效率随线程数的变化规律。结果证明了本文的OpenMP并行优化具有较高的计算效率，显著降低了三维SPH模拟的计算耗时，对工程地质数值方法的效率提升具有重要的借鉴意义。