非饱和流固耦合物质点方法(CMPM)的原理及应用

基于连续介质力学的质量及动量守恒原理,考虑了固-液两相材料的水力耦合相互作用,推导并提出了基于速度场(v-w formulation)的耦合物质点方法(CMPM),可考虑水力耦合作用下,饱和/非饱和结构的大变形力学行为.同时,详细描述了耦合物质点方法的公式推导、矩阵离散过程以及数值实现步骤.随后,通过对比一维太沙基饱和土固结理论解,以及Liakopou⁃los非饱和砂土的入渗试验,初步验证了耦合物质点方法在水力耦合问题上的准确性.最后,结合某边坡在降雨作用下的失稳破坏全过程,分别模拟了持续降雨以及短暂降雨作用下,边坡的深层破坏及浅层剥蚀现象,进一步验证了方法在岩土流固全耦合大变形问题中的适用性.