中文摘要：

VMIB(Virtual Multi-dimensional Internal Bonds)模型是在VIB(Virtual Internal Bond)模型基础上提出的一种新型多尺度力学模型，它突破了连续介质力学理论框架，直接将材料的宏观本构方程建立在微观层次微粒之间的相互作用之上。认为材料在微观尺度上是由离散的质量微粒组成，微粒之间由切向键和法向键共同连结。VMIB模型解决了VIB模型泊松比单一性问题，并且将材料的微观力学参量与宏观材料常数建立了对应关系，它是连结材料微观与宏观力学属性的一个桥梁。本项目拟采用VMIB模型对脆性材料在围压作用下、循环荷载作用下及多裂纹体脆性材料的多尺度数值模型进行研究，得出脆性材料在两种荷载作用下微观结构的演化规律，为在这两种荷载作用下的脆性材料的数值模拟及多裂纹体材料提供一个有效的计算模型，同时也为其它固体材料的多尺度数值模型的建立提供有意义的参考。

结论摘要：

多维虚内键模型（VMIB）是在虚内键（VIB）理论基础上提出的一种新型多尺度力学模型。它突破了传统连续介质力学基本框架，直接将材料宏观本构方程建立在微观层次微粒之间相互作用之上。由于考虑了微粒之间的切向效应，VMIB能够再现材料不同泊松比。本项目应用VMIB模型对脆性材料在围压作用下的微观结构演化机制、多裂纹脆性材料计算模型及非均质岩石材料建模方法进行了研究。研究表明围压作用下虚内键刚度演化不仅与本身变形有关，还与所处的微元应力状态有关。为描述该虚内键演化机制，提出了一类虚内键演化方程，并用于材料破坏模拟。对于多裂纹脆性材料，根据裂纹几何分布将裂纹分为两种类型，即随机分布小裂纹和离散分布大裂纹。针对两种类型裂纹分别提出了相应的建模方法，以对多裂纹材料进行模拟。VMIB是联结微观与宏观两个尺度的力学模型。材料非均质特性可以在两个层次（即微观虚内键层次和宏观微元层次）上引入。针对这两个层次分别提出了两种引入方法，以再现材料非均质特性，并对非均质材料破坏进行数值模拟。本项目的研究成果将为多裂纹非均质脆性材料的破坏模拟提供一种不同于传统连续介质力学的新方法。