中文摘要：

建立改进的DDA数值模型，用于模拟岩石（体）的变形、破坏的全过程。将研究区域划分为细密单元，用单元间的联结强弱表达岩体的非连续性，即节理面处的单元联接为弱，连续区域单元间的联结为强，采用DDA的计算格式统一求解处于连续／断续／非连续区域单元的位移和应力。单元间的联结强弱用联结函数表示，由节理/岩石的强度指标确定，并加入单元的开裂算法，裂纹的扩展就可通过单元联结强弱变化和单元的裂开模拟出来。结合岩石细观损伤扩展规律的CT实时试验，验证数值模型和程序的正确性。该模型可以突破现有数值方法难于解决多裂纹汇交问题和岩体破坏后模拟问题，不仅适用于岩体的连续、断续、离散任意情形，而且可模拟裂纹萌生、扩展、贯通，直至岩体崩塌的整个动态过程。

结论摘要：

节理岩体开裂、破碎是一个复杂的力学问题，采用FEM、BEM等连续介质力学方法模拟节理岩体破坏过程，特别是遇到多裂纹汇交时，会遇到数学上的困难。本项目在非连续介质力学框架中提出了用以模拟节理岩体开裂、破碎过程的DDARF-Discontinuous Deformation Analysis for Rock Failure方法。首先，采用Monte-Carlo方法在计算区域内生成随机节理网络。然后，在节理网络上采用计算网格自动生成技术-行波法，将计算区域离散为细密的三角形块体系统，块体的力学参数采用Weibull分布，以模拟岩体的不均匀性。然后，采用粘结算法，对块体剖分中产生的虚拟节理即连续区块体边界进行粘结处理，将虚拟节理两边的块体粘结起来，以模拟连续区特性，而虚拟节理的粘结强弱可以直接通过粘结力反映，其动态变化将决定裂纹沿块体边界的扩展，并加入块体内部的开裂算法，用以模拟裂纹穿过块体的扩展，这样，岩体的整个破坏过程就可以模拟出来了。针对以上算法，编制了C++程序模块，并加入到DDA程序中，形成了DDARF。计算证明DDARF能模拟岩体破碎全过程，而且适用于连续、断续、离散任何情形。