基于位移控制的離散單元方法、程序研究及其在滑坡動(dòng)態(tài)模擬中的應(yīng)用.pdf

1、本文以湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目《基于動(dòng)態(tài)離散元的滑坡全過(guò)程數(shù)值模擬研究》(編號(hào)：05JJ30075)為依托，結(jié)合該項(xiàng)目的研究目標(biāo)，在離散元數(shù)值計(jì)算方法及程序研制和滑坡動(dòng)態(tài)模擬方面開(kāi)展了研究。 針對(duì)滑坡這一高發(fā)地質(zhì)災(zāi)害難預(yù)測(cè)的問(wèn)題，本文結(jié)合離散單元法，從力學(xué)的角度來(lái)分析和認(rèn)識(shí)滑坡的作用機(jī)理。利用計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)，把計(jì)算結(jié)果由傳統(tǒng)的數(shù)字統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)換為圖形。將滑坡的破壞過(guò)程動(dòng)態(tài)的重現(xiàn)，從而揭示了滑坡演化過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。 在利用離

2、散單元法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，考慮到其本身存在的一些問(wèn)題，如參數(shù)選取沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)等，本文基于離散單元的動(dòng)態(tài)松弛法，從最關(guān)鍵的參數(shù)——時(shí)步入手，提出了由每循環(huán)步允許塊體最大位移增量控制每步塊體求解的方法——位移控制法。該方法通過(guò)對(duì)塊體的位移試算來(lái)決定時(shí)步的大小，不僅避免了時(shí)步選取不恰當(dāng)造成計(jì)算中的如疊合過(guò)大等問(wèn)題，還可以提高計(jì)算的精度和效率。同時(shí)，本文還通過(guò)算例分析，得到離散單元的計(jì)算中塊體的剛度系數(shù)選取的合理范圍。 研制了基于離散元計(jì)算方法的

3、滑坡塊體穩(wěn)定性分析程序，并針對(duì)該程序開(kāi)發(fā)了配套的前處理程序和用以結(jié)果顯示的后處理。前處理包括模型繪制、參數(shù)輸入和約束施加：通過(guò)后處理程序可以觀察塊體接觸信息、應(yīng)力大小、位移場(chǎng)和動(dòng)態(tài)顯示滑坡的破壞過(guò)程。本文給出了程序研制的思路，對(duì)于關(guān)鍵步驟還附上了算法和流程圖。 程序的編制中涉及到了大量的有關(guān)Visual C++函數(shù)和變量的使用，對(duì)于其中主要的部分，本文從程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度做了介紹。 對(duì)武鋼大冶鐵礦東采區(qū)獅子山北邦A(yù)區(qū)V