岩石剪切断裂面接触算法的开发与应用

为了克服现有数值计算方法在计算复杂断裂面接触滑移过程中效率低的问题，本文通过吸收边界元的建模思想，提出了新的数值计算方法。在该算法中，所有网格均位于岩块的边界，利用显示差分方法计算得到岩块之间的相互作用力以及岩块的位移量。利用“小球在抛物面上滑移”、“哑铃在不同倾角的斜面上”两个模拟实验对本文的算法进行验证，同时利用本文算法与有限元算法对直剪实验进行模拟。结果表明：（1）本文算法能够准确描述物体之间的相互接触，准确计算得到接触块体之间的法向位移。（2）本文算法能够准确判断出接触物体的“滑移状态”和“稳定状态”，摩擦力的数值计算结果与解析解的误差小于10~(-10)。（3）在计算断裂面接触和剪应力变化规律时，本文算法与有限元算法的计算结果一致，但本文计算方法的效率显著提高。