基于Voronoi随机网格技术的散体岩石材料流动与破碎过程的连续仿真

散体岩石材料工程应用广泛，然而其力学行为的研究还不深入。目前，针对大尺度岩体(岩块)在工程荷载下的变形、破碎机理与数值模拟进行了大量研究，但是对于散体岩石材料在工程荷载下的流动与破坏机理研究还处于探索阶段。本课题以离散元法为框架，提出适于模拟散体岩石颗粒流动与破碎模拟的新理论模型，开发高效率的接触发现算法，建立适合于岩石材料的接触模型，以随机Voronoi网格技术为基础，把流动过程中接触力达到一定范围的岩块进行网格剖分，每个网格代表一个可能脱离母体的次生岩块，采用自行开发的网格实体模型描述次生岩块间的连接与相互作用。在此基础上，开发模拟散体岩石材料在工程荷载下流动与破碎模拟的C＋＋代码。通过数值模拟与实验结果的对比，验证模拟结果与代码的可靠性。所提出的网格实体模型突破了传统的以连续介质力学为基础的有限元等数值方法对模拟破碎问题的局限性，可以真实的模拟散体岩石材料的随机破碎过程。