【技术实现步骤摘要】
一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法及系统
本专利技术涉及岩土工程
，特别是涉及一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。天然岩体中赋存有大量的孔隙和裂隙，在地下水渗流作用下，不仅降低了岩体的强度，也加剧了裂隙的扩展。在岩土工程活动中，裂隙岩体渗流是诱发围岩失稳、结构破坏、岩体坍塌等地质灾害的重要因素之一，科学认识裂隙岩体流-固耦合作用机制，是地质灾害防控的理论基础与科学依据。数值模拟具有可视化强、重复性好的优势，建立高效的裂隙岩体流-固耦合数值分析方法，可为直观展示裂隙岩体渐进破坏过程、揭示裂隙岩体耦合破坏机制提供有效的研究手段。近场动力学(Peridynamics)作为一种新兴的数值计算理论，不仅在模拟固体材料非连续变形破坏方面具有独特的优势，在地下水渗流模拟方面也具有较高的求解能力。虽然目前近场动力学在均质材料变形破坏与多孔介质渗流模拟方面取得了较好的研究基础，但是，在裂隙岩体渗流方面尚缺乏有效的模拟...
【技术保护点】
1.一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法，其特征在于，包括：/n基于近场动力学构建包括固体层和流体层的裂隙岩体流-固耦合模型，根据岩体材料和岩体体积将裂隙岩体流-固耦合模型离散为多个物质点；/n对固体层求解得到物质点固体键的伸长率，判断物质点固体键的伸长率是否满足破坏条件，并得到岩体局部损伤程度；/n对流体层求解得到流体层的裂隙渗透率，将根据裂隙渗透率得到的孔隙水压力作为下一次迭代时间步中固体层的初始条件，直至完成裂隙岩体渗流过程，得到岩体局部损伤程度，输出全过程模拟裂隙岩体渗流。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法，其特征在于，包括：
基于近场动力学构建包括固体层和流体层的裂隙岩体流-固耦合模型，根据岩体材料和岩体体积将裂隙岩体流-固耦合模型离散为多个物质点；
对固体层求解得到物质点固体键的伸长率，判断物质点固体键的伸长率是否满足破坏条件，并得到岩体局部损伤程度；
对流体层求解得到流体层的裂隙渗透率，将根据裂隙渗透率得到的孔隙水压力作为下一次迭代时间步中固体层的初始条件，直至完成裂隙岩体渗流过程，得到岩体局部损伤程度，输出全过程模拟裂隙岩体渗流。
2.如权利要求1所述的一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法，其特征在于，根据有效应力原理，对完整固体键和断裂固体键分别构建固体力学键作用函数，并根据固体力学键作用函数构建固体力学运动方程，即：
其中，为物质点xi的领域范围，ρ为材料密度，b为物质点所受的体力密度；Tij为物质点xj对物质点xi的作用力，Tji为物质点xi对物质点xj的作用力，ui和uj为物质点xi和物质点xj的位移。
3.如权利要求2所述的一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法，其特征在于，采用自适应动态松弛方法求解固体力学运动方程，得到物质点速度和位移，根据物质点速度和位移得到固体键的伸长率：
4.如权利要求2所述的一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方法，其特征在于，完整固体键的固体力学键作用函数为：
断裂固体键的固体力学键作用函数为：
其中，A为近场动力学参数，α为Biot系数，ω为影响函数，m为体积加权系数，yi和yj为物质点xi和物质点xj变形后的坐标，Pi为物质点xi孔隙水压力。
5.如权利要求1所述的一种基于近场动力学的裂隙岩体渗流模拟方...
【专利技术属性】
技术研发人员：李术才，高成路，周宗青，李利平，王利戈，王美霞，李卓徽，张道生，白松松，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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