基于细胞自动机方法的多裂纹扩展贯通模拟

针对岩石力学领域压剪荷载作用下多裂纹扩展、交叉和贯通等复杂裂纹行为问题,提出了多裂纹交汇问题的数学力学精细描述方法,建立了多裂纹交叉的非连续精细表征模型。基于此,进一步构建了多裂纹交叉和交汇的摩擦接触精细连续到非连续数学力学描述模型,构建了接触摩擦迭代和元胞快速更新交替耦合的快速迭代方法,实现了压剪摩擦接触迭代与元胞更新交替快速迭代,大幅提高计算效率。基于上述理论,提出多裂纹相互作用断裂行为的快速自适应连续-非连续细胞自动机方法。通过算例验证了两种不同裂纹数量、位置关系和分布距离的岩石多裂纹模型在压剪荷载下的开裂与扩展的抑制和增强作用的相互影响特征,分析了多裂纹的汇合与贯通规律。数值算例表明,本方法在多裂纹扩展和贯通分析中是高效、精确的。