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第 26 卷 第 7 期 岩石力学与工程学报 Vol.26 No.7 2007 年 7 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，2007 基于VMIB 的非均质岩石材料破坏的数值模拟初探 张振南1，2 ，葛修润1，3 (1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071 ；2. 上海大学 土木工程系，上海 200072 ； 3. 上海交通大学 岩土力学与工程研究所，上海 200030) 摘要：VMIB 模型是在 VIB 基础上提出的一种新型多尺度力学模型，VIB 模型认为固体材料在微观上是由随机分 布的质量微粒组成，微粒与微粒之间由一虚内键连接；而在 VMIB 模型中，微粒与微粒之间则由切向键和法向键 共同连接或者由具有法向刚度和切向刚度的虚内键连接。材料的宏观本构方程直接由微粒之间的相互作用推导出 来。由于 VMIB 能够再现材料泊松比的多样性，因此可以应用到更广泛的工程材料。非均质材料(岩石) 由不同的 组分构成，因此，材料中各点的力学属性不同。为有效地模拟这种材料的破坏过程，初步将岩石的非均质特性引 入到 VMIB 模型中，并对裂纹的生成及扩展过程进行模拟。数值模拟结果表明：如果将岩石视为均质材料，则在 围压下的裂纹扩展具有很强的规则性，出现单一剪切裂纹，岩石呈剪切破坏；如果将岩石视为非均质材料，则多 条裂纹同时在不同点处开始生成、扩展并汇合，破坏模式总体上呈剪切破坏。从数值模拟结果来看，该法能够模 拟非均质材料(岩石) 的破坏过程，并能初步反映非均质特性对宏观裂纹行为的影响。 关键词：岩石力学；数值模拟；VMIB 模型；非均质材料；多尺度 中图分类号：TU 452 ；O 241 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2007)07 –1426 –06 PRIMARY RESEARCH ON NUMERICAL SIMULATION OF HETEROGENEOUS ROCK FAILURE BASED ON VIRTUAL MULTI- DIMENSIONAL INTERNAL BONDS(VMIB) 1，2 1，3 ZHANG Zhennan ，GE Xiurun (1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering ，Institute of Rock and Soil Mechanics ，Chinese Academy of Sciences ，Wuhan，Hubei 430071 ，China；2. Department of Civil Engineering ，Shanghai University ，Shanghai 200072 ，China； 3. Institute of Geotechnical Engineering ，Shanghai Jiaotong University ，Shanghai 200030 ，China) Abstract ：Virtual multi-dimensional internal bonds(VMIB) is a multiscale mechanical model developed