2023----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]本文旨在研究颗粒破碎对粒状土力学行为的影响，特别是在高应力条件下的表现。[研究方法]研究采用了有限元法（FEM）与离散元法（DEM）相结合的方法，模拟粒状土的机械行为。通过多尺度耦合模型，分析颗粒破碎对力学性能的影响，重点关注破碎过程中颗粒形态变化及其对整体结构的影响。[研究内容]文章首先介绍了颗粒破碎现象在地质、岩土和水利工程中的重要性，随后详细描述了FEM-DEM耦合模型的构建和数值模拟过程。通过模拟不同应力条件下的颗粒破碎行为，揭示了颗粒破碎对土体强度、变形和失效模式的影响，提供了对粒状土工程设计的关键参考。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]研究采用有限离散单元法（FDEM）对节理岩质边坡的动力稳定性进行分析，探讨其在地震荷载下的破坏机制和动态响应。[研究方法]采用有限离散单元法（FDEM），结合数值模拟和实验数据，对节理岩质边坡进行建模与分析，特别关注地震荷载下裂缝的产生、扩展和贯通过程。[研究内容]文章首先介绍了节理岩质边坡的背景及其在工程中的重要性，然后详细描述了FDEM的基本原理及其在边坡稳定性分析中的应用。通过数值模拟，研究了节理岩质边坡在地震荷载下的滑移路径、速度场和位移场，揭示了节理岩质边坡的破坏模式和动态响应特征。

2023

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过基于颗粒的有限离散元法（FDEM）模拟，揭示异质性花岗岩的I型断裂行为。[研究方法] 使用颗粒模型建立FDEM框架，考虑颗粒的几何特性和力学属性，通过数值模拟研究异质性花岗岩的断裂过程。[研究内容] 文章首先介绍了异质性花岗岩的特点及其对工程稳定性的影响，接着详细描述了FDEM方法及其在模拟岩石断裂行为中的应用。通过模拟不同颗粒尺寸和分布下的花岗岩断裂行为，研究了断裂过程区（FPZ）及其对断裂韧性的影响。结果表明，颗粒尺寸和分布对花岗岩的断裂模式和断裂韧性有显著影响，为理解岩石断裂机制提供了新的视角。

2023

发表期刊：Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources

文献导读：[研究目的] 本研究旨在系统地探索模型控制参数对GPU并行有限离散元法（FDEM）断裂特性的影响。[研究方法] 采用基于CUDA的GPU并行FDEM程序，通过实验和数值模拟，研究不同加载速率和卸载速率下的断裂行为。在实验室规模的单轴压缩强度（UCS）测试中，确定了合适的加载速率以保证准静态加载过程，并在隧道开挖模拟中优化了FDEM模型参数。[研究内容] 文章首先介绍了围岩断裂特性对CO2地质存储和利用工程实践的重要性，接着描述了FDEM计算原理和参数值，通过实验和数值模拟研究了模型参数对断裂模式和破坏机制的影响。研究发现，适当的卸载模式和临界阈值设置可以有效降低系统动能，提高计算效率。文章详细探讨了四节点粘结单元（4-NCE）在模式I和模式II断裂下的行为，以及FDEM在捕捉复杂断裂过程中的优势。

2023

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种基于矩张量理论的声发射(AE)模拟技术，用于模拟脆性岩石中的破裂行为。[研究方法] 研究采用了结合有限元-离散元方法(FDEM)，并引入矩张量理论来分析声发射源的力学特性和破裂机制。通过数值模拟和实验验证，研究团队探讨了矩张量技术在描述脆性岩石破裂过程中的应用潜力。[研究内容] 文章首先介绍了声发射技术在岩石力学研究中的重要性，详细描述了FDEM的基本原理和矩张量分析方法。随后，通过数值模拟展示了脆性岩石在单轴压缩下的破裂过程，并记录了整个过程中产生的声发射信号。研究通过模拟和实验对比，验证了所提出方法的准确性和有效性。结果表明，基于矩张量的声发射模拟技术能够有效捕捉岩石破裂过程中的细微变化，为未来复杂岩体破裂行为的研究提供了新方法。

2023

发表期刊：Natural Hazards

文献导读：[研究目的]本文旨在研究岩石落体对保护结构的动态影响，探索离散-连续介质相互作用的响应。[研究方法]研究创新性地将有限元法(FEM)与离散元法(DEM)耦合，模拟岩块冲击运动及冲击负荷从碎石垫层传递到混凝土体的过程，并通过块体自由落体实验验证耦合算法。[研究内容]文章首先介绍了岩石落体灾害的背景及其对保护结构的危害，然后详细描述了FEM-DEM耦合算法的原理及实现方法。通过数值模拟，研究了岩块尺寸和速度对冲击行为及碎石运动的影响，揭示了碎石垫层内部的相互作用及其引起的混凝土结构变形。研究还分析了与岩块尺寸和速度相关的结构响应，数值结果表明，岩块尺寸和冲击速度分别影响块体的旋转速度和旋转-平移能量比率，碎石垫层底部出现了材料增强现象。耦合结果反映出应力集中主要在挡墙上部和桩根内侧，结构变形满足需求。

2023

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的]本文旨在研究水库边坡在水位波动下的稳定性，特别是水-岩相互作用的影响。[研究方法]采用了结合有限元法(FEM)和离散元法(DEM)的综合分析方法，首先计算了水位波动下的瞬态流体场，然后通过强度折减法评估边坡稳定性。为了验证模型的有效性，提出了多个基准测试。[研究内容]文章首先介绍了水库水位波动对边坡稳定性的重要影响，详细描述了FEM-DEM耦合模型的原理及其在边坡稳定性分析中的应用。通过数值模拟，研究了水位波动引起的边坡变形和失稳机制，揭示了不同条件下边坡的安全系数变化。结果表明，水位迅速下降对边坡稳定性有显著影响，边坡在水位波动期间的应力分布和变形特征得到了细致分析，为水库边坡的工程设计和安全评估提供了重要参考。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一个三维热-水-力耦合模型，以模拟多物理场驱动的岩石破裂过程。[研究方法]模型基于结合有限元法(FEM)和离散元法(DEM)的综合分析方法，包含三个主要部分：裂隙-孔隙混合渗流模型、热传导模型（包括固体和流体中的热传导、热对流、固体和流体之间的热交换）以及FDEM断裂力学计算模型。通过多个与渗流、水力-力学、热-力学、水热和热-水-力耦合问题的解析解对比，验证了该模型的正确性。[研究内容]文章首先介绍了热-水-力耦合效应在地热开采和核废料处置等工程中的重要性，详细描述了模型的开发过程及其应用。通过数值模拟，展示了该模型在模拟岩石破裂过程中的有效性，包括裂缝的初始生成、传播和扩展。结果表明，该模型能够准确模拟多物理场效应下的复杂断裂过程，为相关工程应用提供了重要参考。

2023

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法(FDEM)模型，研究在地质复杂深层储层中进行水力压裂的行为。[研究方法]研究采用了FDEM方法，该方法结合了有限元法和离散元法的优点，可以有效模拟岩石破裂和裂隙传播过程。模型中包含流固耦合的水力压裂模拟，特别关注预存在填充材料的裂缝与水力压裂相互作用的情况。[研究内容]文章首先介绍了在深层储层中进行水力压裂的必要性及其复杂性，随后详细描述了FDEM模型的理论基础和实施步骤。通过数值模拟，研究了不同角度下水力裂缝与预存裂缝的相互作用，分析了水力压裂过程中裂缝的生成、传播和扩展特性。模拟结果表明，填充材料对裂缝的传播路径和最终形态有显著影响，揭示了复杂地质条件下水力压裂的机制和规律，为深层储层水力压裂提供了重要参考。

2023

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一个二维连续-离散混合渗流模型，以模拟流体驱动的压裂过程中的流体交换和裂隙孔隙压力不连续性。[研究方法]模型基于有限-离散元法（FDEM），结合立方定律表示裂隙中的流体流动，达西定律描述岩石基质中的孔隙渗流。通过FDEM建立水力-力学耦合模型，解决流体驱动的岩石压裂问题，并通过数值模拟验证模型的有效性。[研究内容]文章首先介绍了模型的理论基础，描述了连续-离散渗流模型的实现方法及其在流体驱动压裂模拟中的应用。研究通过多个数值实验，展示了模型在处理裂隙孔隙压力不连续性和流体交换方面的优越性，详细分析了在不同流体压力和裂隙几何条件下的渗流行为和压力分布。结果表明，该模型能够准确模拟复杂地质条件下的流体驱动压裂过程，为相关工程应用提供了重要参考。

2023

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在通过新的重建策略，研究含高量夹杂物的地质材料的力学和破裂响应。[研究方法]采用结合有限元和离散元法(FDEM)的方法，开发了一种新的计算几何方法，称为CWSVM，用于控制网格数量和质量。使用基于符号距离场的离散元法(SDF-DEM)，模拟异质地质材料中不规则夹杂物的分布和取向。[研究内容]文章首先介绍了研究背景，重点分析了深圳滑坡的灾害情况及其对地质工程的影响。详细描述了FDEM的基本原理及其在模拟含高量夹杂物的地质材料中的应用。通过数值模拟，研究了夹杂物含量和分布对材料力学行为和破裂模式的影响，揭示了异质地质材料在不同加载条件下的破裂机制和演化过程。

2023

发表期刊：Construction and Building Materials

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限元与离散元方法(FDEM)，实现对砌体结构参数的识别。[研究方法]研究采用了一种新的FDEM模型，该模型结合了有限元法处理材料的连续性和离散元法处理材料的离散性，通过遗传算法优化参数识别过程。数值模拟和实验验证用于验证模型的准确性和可靠性。[研究内容]文章首先介绍了深圳滑坡的背景及其对砌体结构分析的启示，随后详细描述了FDEM的基本原理和实现步骤。通过对典型砌体结构的模拟，研究了不同材料参数对结构行为的影响，揭示了砌体结构在不同加载条件下的响应特性。研究结果表明，该方法在复杂砌体结构的参数识别中具有显著优势，为实际工程应用提供了理论支持。

2023

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种动态有限元-离散元（FEM-DEM）多尺度建模方法，用于分析混凝土结构在动态加载下的行为。[研究方法]研究结合了宏观尺度的有限元法(FEM)和介观尺度的离散元法(DEM)，以实现对混凝土结构复杂动态响应的精确模拟。模型通过在Escript和Yade这两个开源代码之间的耦合实现，模拟了混凝土在不同加载条件下的力学行为。[研究内容]文章首先介绍了深圳滑坡的背景及其对混凝土结构分析的重要性，然后详细描述了FEM-DEM耦合方法的理论基础和实现步骤。通过对多种加载条件下的混凝土梁和坝体进行数值模拟，研究了混凝土结构在地震等动态载荷作用下的破坏模式和力学响应。研究结果表明，该模型能够准确捕捉混凝土在动态加载下的细观破坏过程，为混凝土结构的抗震设计提供了理论支持。

2023

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在研究腐蚀岩石锚杆的拔出失效机制，并评估腐蚀对锚固结构长期性能的影响。[研究方法]采用了结合有限元法(FEM)和离散元法(DEM)的耦合数值方法，对腐蚀产物进行了粒子层建模，并将岩石、灌浆材料和岩石锚杆作为整体来模拟。通过拔出实验获取应力-位移曲线，以校准锈蚀参数。[研究内容]文章首先介绍了深圳滑坡的背景及其灾害情况，然后详细描述了FEM-DEM耦合方法在模拟腐蚀岩石锚杆拔出失效中的应用。通过数值模拟，研究了腐蚀层厚度的增加如何导致粘结强度和临界位移的退化。结果显示，腐蚀程度从0.62%增加到4.83%时，粘结强度和临界位移分别减少了68.6%和80%。此外，较大的围压使得腐蚀对强度减弱的影响更显著。这项研究为模拟腐蚀岩石锚杆的拔出失效提供了一种简单且可行的方法。

2023

发表期刊：工程力学 

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种新的连续-离散耦合强度折减法，以定量分析边坡的稳定性，并研究其破坏机理和失稳判据。[研究方法]采用连续-离散耦合强度折减法，将重点关注区域设置为离散域，其他区域为连续域，建立宏、细观强度折减系数的关系，并通过某经典边坡算例验证方法的可行性。[研究内容]文章首先介绍了边坡稳定性分析的背景及当前数值方法的应用情况，详细描述了连续-离散耦合方法的基本原理及其在边坡稳定性分析中的应用。通过数值模拟，研究了不同条件下边坡的安全系数和潜在滑动面的变化，揭示了宏、细观强度折减系数之间的关系，并提出了新的边坡失稳判据。研究结果表明，连续-离散耦合强度折减法能够有效地分析边坡的稳定性，其计算的安全系数与其他方法相比差距最大为5.39%，验证了方法的可靠性和精度。

2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]该研究旨在解决FDEM中的人工边界问题，以提高模拟精度。[研究方法]文章采用数值模拟方法，结合有限元和离散元法，对人工边界条件进行了详细研究和分析。[研究内容]首先介绍了FDEM的基本原理及其在大变形和断裂过程模拟中的应用，接着详细讨论了不同人工边界条件的设置方法及其在动态分析中的效果。通过一系列数值试验，分析了不同边界条件对模拟结果的影响，提出了改进的边界条件设置方案，以提高模拟的精度和稳定性。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在探讨P波在节理岩体中的传播行为，以改进地震波在复杂地质条件下的模拟精度。[研究方法] 文章采用了联合有限离散元方法（FDEM），结合了有限元方法的连续介质模拟能力和离散元方法的断裂模拟优势。通过引入Barton-Bandis模型来描述节理的非线性变形行为，进一步优化了FDEM的模拟能力。[研究内容] 文章首先介绍了P波传播的基本理论和节理岩体的地质特性，然后详细阐述了FDEM的建模原理和数值实现过程。通过一系列数值实验，研究了不同节理参数对P波传播特性的影响，分析了波速、波幅和能量衰减等关键参数的变化规律。结果表明，节理的几何形状、填充物性质及节理间距等因素对P波传播具有显著影响。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种新的低温热机械耦合模型，用于模拟岩石冻裂过程。[研究方法] 研究采用了有限离散元方法（FDEM），结合了热传导方程和力学方程，以模拟低温条件下的热-机械耦合过程。通过考虑水-冰相变和诱发的冻胀效应，建立了完整的耦合模型。[研究内容] 文章首先介绍了岩石冻裂的基本理论和现有研究方法，然后详细描述了FDEM的建模过程和数值实现。通过一系列数值模拟，研究了不同温度条件和物理参数对岩石冻裂行为的影响。结果表明，该模型能够准确模拟低温条件下岩石的冻裂过程，揭示了温度变化和机械应力对冻裂形成和扩展的影响。

2022

发表期刊：Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过耦合有限元-离散元方法（FEM-DEM）来模拟渗流引起的细粒流失和边坡失稳过程。[研究方法] 研究采用了多尺度建模方法，将宏观的有限元方法与微观的离散元方法相结合，以实现对渗流诱导的细粒流失及其对边坡稳定性影响的精细模拟。引入了一种新的侵蚀规律，包含四个参数，通过常规实验室测试即可确定这些参数。[研究内容] 文章首先介绍了细粒流失和边坡失稳的背景和重要性，然后详细描述了FEM-DEM耦合模型的建模步骤和数值实现过程。通过数值模拟，研究了不同水力梯度对细粒流失的影响，并分析了边坡在不同渗流条件下的稳定性变化。结果表明，所提出的耦合模型能够有效模拟渗流引起的细粒流失和边坡失稳过程，提供了对工程实践有重要参考价值的预测工具。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种基于二维有限离散元法（FDEM）的热-水-力（THM）耦合模型，以模拟岩体在复杂THM条件下的变形和断裂行为。[研究方法] 研究通过构建一个THM耦合方案，将热传导、流体渗流和机械响应进行综合模拟。该模型采用了多物理场耦合的方式，分别使用热传导方程、水流方程和力学方程来描述不同物理场之间的相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了THM耦合模型的理论基础和现有研究的不足之处，然后详细描述了FDEM的建模过程，包括网格划分、边界条件设置和数值求解方法。通过数值实验，研究了不同温度梯度、渗流条件和机械应力对岩体变形和断裂的影响。结果显示，该模型能够有效捕捉岩体在THM作用下的破坏模式和裂隙扩展路径，为岩体工程中的THM耦合问题提供了新的解决方案。

2022

发表期刊：Engineering Analysis with Boundary Elements

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过构建一个基于有限离散元方法（FDEM）的三维离散混合渗流模型，模拟流体驱动的岩石破裂过程。[研究方法] 研究采用了三维离散混合渗流模型，将裂缝和孔隙渗流效应结合在一个耦合水力-机械模型中。该模型通过GPU并行多物理场有限离散元软件MultiFracS实现，并对流体交换系数进行了参数敏感性分析，提出了选择该系数的标准。[研究内容] 文章首先介绍了混合渗流模型的理论背景和建模过程，包括裂缝-孔隙渗流模型的统一和耦合。然后，通过数值实验验证了该模型在处理连续介质和不连续介质中的渗流问题的有效性。具体研究了三维孔隙渗流、单裂缝和多裂缝不连续介质中的渗流行为，并在一维固结和水力压裂问题中应用该耦合模型。结果表明，该方法在解决三维裂缝-孔隙混合渗流和流体驱动的岩石破裂方面具有良好的准确性和有效性。

2022

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在构建一个三维连续-离散孔隙-裂缝混合渗流模型和水力-机械耦合模型，用于模拟水力压裂过程。[研究方法] 研究结合了孔隙渗流和裂缝渗流的连续-离散模型，并通过有限离散元法（FDEM）实现水力-机械耦合。模型考虑了裂缝传播对渗流路径的影响，以及裂缝和孔隙之间的流体交换。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂的背景和重要性，然后详细描述了三维混合渗流模型和耦合模型的建立过程。通过数值实验，研究了模型在不同条件下的适用性，并验证了其在处理岩石裂缝和孔隙渗流问题上的有效性。实验结果显示，所提出的模型能够准确模拟水力压裂过程中流体驱动的岩石破裂行为，为油气开采和地质工程提供了新的模拟工具。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过结合离散元方法（DEM）和有限元方法（FEM）来分析混凝土面板堆石坝（CFRD）的地震破坏机理及其抗震措施，以提高大坝的抗震性能。[研究方法] 研究采用了二维DEM-FEM耦合模型，模拟了地震作用下CFRD的动态响应。DEM用于描述堆石料的非线性大变形行为，FEM用于模拟混凝土面板和坝体的连续介质响应。模型通过输入地震动参数，进行地震动力分析，以评估不同工况下的坝体变形和应力分布。[研究内容] 文章首先介绍了CFRD的结构特点及其在地震中的典型破坏模式，然后详细描述了DEM-FEM耦合模型的构建过程，包括几何建模、材料参数设置和边界条件的确定。通过数值模拟，研究了不同地震强度和频谱特性对CFRD的影响，并探讨了加固措施的效果。研究结果表明，所提出的耦合模型能够有效预测地震作用下CFRD的破坏模式和潜在弱点，为大坝设计和安全评估提供了重要参考。

2022

发表期刊：Engineering Analysis with Boundary Elements

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一个二维离散湿度扩散模型，以模拟土壤在干燥过程中的裂隙形成和扩展。[研究方法] 研究结合了有限离散元法（FDEM）和湿度扩散模型，模拟了土壤中的湿度迁移和由此引起的应力变化。模型通过离散湿度节点表示土壤中的湿度分布，采用FDEM方法计算干燥收缩应力，并应用到土壤裂隙的模拟中。[研究内容] 文章首先介绍了土壤干燥裂隙的背景和现有研究方法，然后详细描述了所提出的二维离散湿度扩散模型的构建过程，包括湿度迁移方程、边界条件和数值实现。通过数值模拟，研究了不同初始含水率和环境条件对土壤裂隙形成和扩展的影响。模拟结果表明，该模型能够有效再现土壤在干燥过程中的裂隙行为，为土壤干燥裂隙的研究提供了新的工具。

2022

发表期刊：Engineering Analysis with Boundary Elements

文献导读：[研究目的] 本研究旨在利用有限离散元法（FDEM）模拟液态CO2爆破中的气体驱动断裂和碎裂过程，以揭示其破裂机制。[研究方法] 采用FDEM方法，通过数值模拟研究液态CO2爆破过程中高压气体和应力波的相互作用，模拟气体在裂缝中的压入过程。[研究内容] 文章首先介绍了液态CO2爆破技术的背景及其应用，然后详细描述了FDEM方法的基本理论和数值实现过程。通过数值模拟，研究了液态CO2在爆破过程中驱动裂缝扩展和岩石碎裂的机制，揭示了气体压力和应力波在裂缝形成和传播中的作用。研究结果表明，液态CO2爆破在高压气体和应力波的共同作用下，可以显著增强岩石的碎裂效果，为优化爆破设计和提高爆破效率提供了理论基础。

2022

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种新的接头单元参数标定方法，以提高有限离散元法（FDEM）在模拟断裂过程中的精度和效率。[研究方法] 研究提出了一种基于断裂能量计算的多尺度模拟方法，通过对不同尺寸的有限元单元进行校准，确保在跨尺度模拟中获得准确的断裂能量值。该方法结合实验数据和数值模拟，通过迭代优化实现参数标定。[研究内容] 文章首先介绍了FDEM的基本原理和现有参数标定方法的局限性，然后详细描述了新方法的理论基础和实现步骤。通过对隧道开挖模拟进行验证，结果表明，该方法能够显著提高模拟精度，准确捕捉岩石断裂过程中的细节特征，为工程实际应用提供了可靠的数值工具。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在探讨岩体不连续性对岩质边坡稳定性的影响，通过有限离散元方法（FDEM）模拟不连续面在边坡破坏过程中的作用。[研究方法] 研究采用了FDEM耦合模型，将连续介质和不连续介质相结合，模拟地质断裂和接触面特性。通过输入真实的地质参数和加载条件，对岩质边坡的动态响应进行模拟分析。[研究内容] 文章首先介绍了边坡不连续面的形成机理和已有研究方法的不足之处，然后详细描述了FDEM模型的构建和数值实现过程。通过一系列数值实验，分析了不同类型不连续面对边坡稳定性的影响，揭示了不连续面在边坡破坏过程中的关键作用和机制。研究结果表明，所提出的模型能够有效模拟边坡的渐进破坏过程，为岩质边坡工程提供了重要参考。

2022

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种基于三维可变形球多面体的离散元方法（DS-DEM），用于模拟准脆性材料的整个断裂过程。[研究方法] 研究结合了有限元方法（FEM）和球多面体离散元方法（DEM），建立了一个耦合模型。模型中每个岩体被离散化为有限元单元，零厚度接头单元插入到有限元单元的边界上，以模拟断裂和破坏行为。通过数值模拟，验证了该方法在捕捉裂缝起始、传播以及整个破裂过程中的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了DS-DEM的理论基础和现有方法的不足，然后详细描述了新模型的构建和数值实现过程。通过一系列数值实验，研究了不同加载条件下准脆性材料的断裂行为，揭示了裂缝形成和扩展的机制。结果表明，该方法能够准确模拟准脆性材料的破裂过程，为工程应用提供了可靠的数值工具。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种高效且稳健的GPGPU并行接触算法，以提高有限离散元方法（FDEM）在三维模拟中的计算效率和精度。[研究方法] 研究采用了基于通用图形处理单元（GPGPU）的并行计算方法，通过优化接触检测和力计算过程，实现了大规模并行化。该方法利用CUDA编程模型，将计算任务分配到多个GPU核心上，以加速接触算法的执行。[研究内容] 文章首先介绍了FDEM在模拟断裂过程中的优势和现有接触算法的不足，然后详细描述了GPGPU并行化算法的设计和实现过程。通过数值实验，验证了该算法在处理复杂接触问题时的高效性和鲁棒性，结果表明，与传统方法相比，计算效率显著提高。该研究为大规模三维断裂模拟提供了一种高效的数值工具。

2022

发表期刊：岩土力学

文献导读：[研究目的]该研究探讨水平层状软弱围岩在隧洞掘进过程中发生破裂碎胀大变形的机制。[研究方法]文章采用有限元−离散元法（FDEM），通过数值模拟研究了不同物理力学参数、地应力及隧洞跨度对水平层状围岩破裂模式的影响。[研究内容]研究首先概述了层状岩体的基本特性及其破裂模式，并介绍了FDEM的基本原理及其在岩石破裂模拟中的应用。模拟结果显示，复合破裂是层状岩体的基本破裂模式，水平集中应力产生的共轭剪切裂隙不断向围岩深处扩展，同时产生平行于层理面的剪切滑移裂隙，导致中央破碎、两端相对完整的板块岩块。随着岩体强度的增加、侧压系数的增大或隧洞跨度的减小，F1裂隙消失，F2裂隙与层理面斜交，产生V型凹槽破裂；进一步增加岩体强度或侧压系数，F3裂隙在层理面交界处受阻，导致层间剥落破裂。

2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2021

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过开发基于二维有限离散元法（FDEM）的湿度扩散-断裂耦合模型，模拟土壤干燥裂缝的形成过程。[研究方法] 研究采用了FDEM耦合模型，该模型首先通过湿度扩散模型分析土壤内的湿度分布，然后计算因湿度变化引起的收缩应力，并将其应用到FDEM系统方程中。当生成新的裂缝时，更新相邻固体单元的节点共享关系和网格，以在下一个时间步中继续进行湿度扩散计算。[研究内容] 文章首先介绍了土壤干燥裂缝的背景和现有研究方法，然后详细描述了FDEM模型的构建和数值实现过程。通过一维土壤湿度迁移和矩形土壤中因湿度减少引起的收缩应力和变形的数值实验，验证了所提出模型的正确性。模拟结果显示，该模型能够准确再现土壤干燥裂缝的演化模式，并与实验结果一致。此外，还研究了弹性模量、湿度收缩系数和土壤厚度等几个主要影响因素，结果表明，湿度扩散-断裂耦合模型为研究土壤干燥裂缝的机械机制提供了一种新的研究工具。

2021

发表期刊：Powder Technology

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过有限元法（FEM）与离散元法（DEM）的耦合，研究砂的多尺度力学特性，以提高对颗粒材料力学行为的理解和预测能力。[研究方法] 研究开发了一种基于GPU的求解器，称为耦合模拟器（CoSim），用于高效计算颗粒材料的多尺度力学行为。通过三轴试验验证了该方法的可靠性，耦合方法结合了FEM对连续介质的描述能力和DEM对颗粒介质的细节捕捉能力。[研究内容] 文章首先介绍了多尺度力学的背景和研究意义，随后详细描述了FEM-DEM耦合模型的构建过程，包括计算框架和并行化实现。通过数值模拟研究了不同加载条件下砂的力学响应，揭示了宏观应力-应变关系与微观颗粒间相互作用的联系。结果表明，所提出的耦合方法能够准确捕捉砂在不同应力条件下的变形和破坏行为，为颗粒材料的工程应用提供了重要参考。

2021

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在确定正常接触刚度并分析其对岩石裂缝扩展的影响，以提高FDEM在岩石力学模拟中的准确性。[研究方法] 研究提出了一种计算正常接触刚度的新方法，并通过单个接头单元的压剪破坏实验验证了参数的稳定性。然后，通过单轴压缩和隧道开挖模拟，研究了不同接触刚度对岩石裂缝扩展的影响。[研究内容] 文章首先介绍了接触刚度计算的理论基础，接着详细描述了计算过程，并通过数值实验验证了所提出方法的有效性。实验结果表明，优化后的接触刚度参数能够显著提高FDEM模拟结果的可靠性，特别是在硬岩模拟中。通过隧道开挖模拟，揭示了接触刚度对周围岩体裂缝拓扑结构的影响，为实际工程应用提供了指导。

2021

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过结合有限元和离散元方法（FDEM），模拟高地应力条件下隧道掘进过程中发生的岩爆现象，以深入理解岩爆的形成机制。[研究方法] 研究采用了自开发的FDEM模型，对锦屏二级水电站排水隧洞中的岩爆进行数值模拟，分析了现场地质和岩土特性对岩爆的影响。通过输入现场测量的地应力和岩石力学参数，模拟隧道掘进过程中岩体的动态响应。[研究内容] 文章首先介绍了锦屏二级水电站隧洞的地质背景和岩爆的危害，然后详细描述了FDEM模型的构建过程，包括网格划分、材料参数设定和边界条件的处理。通过数值模拟，研究了不同地应力条件和岩体力学性质对岩爆的影响，并探讨了岩爆的发生机理。结果表明，模型能够有效捕捉岩爆发生时的裂缝扩展和能量释放过程，为岩爆防治提供了重要的理论依据和工程参考。

2021

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种新的三维有限离散元方法（3D-FDEM），利用有限厚度的黏结单元来模拟岩石的非线性力学行为，特别是裂缝闭合现象和高单轴抗压强度（UCS）与抗拉强度（TS）比。[研究方法] 研究引入随机初始微裂纹，并使用有限厚度的黏结单元进行模拟，以捕捉裂缝闭合和高UCS/TS比的特征。通过实验验证，该方法能够有效再现高度破裂岩石（如Lac du Bonnet花岗岩）的裂缝闭合阶段和高UCS/TS比。[研究内容] 文章首先介绍了裂缝闭合阶段和高UCS/TS比在高度破裂岩石中的实验观测，然后详细描述了3D-FDEM模型的构建和数值实现过程。模拟结果表明，裂缝强度决定了裂缝闭合阶段的发生，裂缝宽度显著影响切线模量的演化过程。通过结合刚度退化和初始微裂纹闭合，该方法能够准确捕捉各种岩石材料的切线模量演化趋势。模拟的UCS、TS和弹性模量随裂缝强度增加而下降的结果，与热处理后的岩石实验结果一致。

2021

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过结合有限离散元法（FDEM）和三维湿度迁移模型，模拟土壤干缩裂缝的形成和扩展过程。[研究方法] 研究建立了一个湿度迁移-断裂耦合模型，首先分析了土壤内部的湿度分布，然后计算因湿度变化引起的收缩应力，并将其应用于FDEM系统中。通过数值实验，验证了该模型的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了土壤干缩裂缝的背景和现有研究方法的不足，然后详细描述了FDEM模型的构建过程，包括湿度迁移方程和边界条件的设置。通过一系列数值实验，研究了不同初始含水率和环境条件对土壤裂缝形成和扩展的影响。结果表明，该模型能够有效再现土壤干缩裂缝的演化过程，为土壤干缩裂缝的研究提供了新的工具。

2021

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种新的二维混合裂缝-孔隙渗流模型，并进行水力-机械耦合分析，以更好地模拟破裂多孔介质中的流体流动和力学行为。[研究方法] 研究基于有限离散元方法（FDEM），构建了一个二维模型，该模型包括未破裂接头单元中的孔隙渗流模型和破裂接头单元中的裂缝渗流模型。通过对模型进行数值实验，验证其在模拟破裂多孔介质中的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了现有研究的局限性和本研究的创新之处，然后详细描述了混合渗流模型的构建过程，包括孔隙渗流和裂缝渗流的数学描述。通过数值模拟，研究了不同条件下裂缝和孔隙中的流体流动及其对岩体力学行为的影响。结果表明，该模型能够有效模拟破裂多孔介质中的复杂流动行为，为研究和工程应用提供了新的工具和方法。

2021

发表期刊：Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在改进现有的有限-离散元方法（FDEM），通过引入单元内断裂算法，提高模拟复杂断裂过程的精度。[研究方法] 研究结合了显式有限元方法和断裂算法，实施了剪切破坏和拉伸破坏标准，开发了单元内断裂算法，以应对复杂的断裂过程。通过数值实验，验证了该方法在处理不同断裂算法对模拟精度影响方面的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了现有FDEM的局限性和改进的必要性，然后详细描述了改进方法的理论基础和数值实现过程。通过模拟不同网格大小和断裂标准下的断裂过程，研究了单元内断裂算法的优势和适用性。结果表明，与传统的单元间断裂算法相比，改进后的方法在处理大网格尺寸时具有更高的精度，为复杂断裂过程的数值模拟提供了新的思路。

2021

发表期刊：Landslides

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过开发耦合光滑粒子流体动力学（SPH）、离散元法（DEM）和有限元法（FEM）的模型，以模拟流体-颗粒-结构相互作用，进而评估温家沟泥石流的冲击力。[研究方法] 研究采用了SPH方法模拟流体，DEM模拟固体颗粒，FEM模拟结构物的变形和响应。该耦合模型集成了流体、颗粒和结构的相互作用，利用数值模拟技术，对不同条件下的泥石流冲击力进行模拟和分析。[研究内容] 文章首先介绍了温家沟泥石流的背景及其灾害情况，然后详细描述了SPH、DEM和FEM的耦合模型的构建过程。通过数值模拟，研究了泥石流的流动路径、速度场和位移场，并分析了泥石流对结构物的冲击力和破坏模式。模拟结果表明，耦合模型能够有效再现泥石流的运动过程及其对结构物的影响，为泥石流灾害防治提供了科学依据和参考。

2021

发表期刊：Engineering Analysis with Boundary Elements

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一个二维注浆模型，该模型考虑了水力-机械耦合和破裂效应，以更准确地模拟破碎岩体中的注浆过程。[研究方法] 研究采用有限-离散元方法（FDEM）构建模型，通过GPU并行计算实现多物理场耦合模拟。模型中包含孔隙渗流和裂缝渗流两种机制，通过数值实验验证模型的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了现有注浆模型的不足之处，然后详细描述了FDEM耦合模型的构建和数值实现过程。通过数值模拟，研究了不同注浆压力和流体粘度对注浆效果的影响，分析了注浆过程中裂缝的扩展和岩体变形。结果表明，该模型能够有效模拟复杂地质条件下的注浆过程，为工程应用提供了理论支持和技术参考。

2021

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过对断裂能量参数的敏感性分析，提高有限离散元方法（FDEM）在模拟材料破裂行为中的准确性。[研究方法] 研究采用FDEM模型，针对不同的断裂能量参数进行了数值实验，比较了这些参数对模拟结果的影响。通过调整模型中的断裂能量参数，评估其对模拟结果的敏感性。[研究内容] 文章首先介绍了FDEM的基本原理和应用背景，然后详细描述了断裂能量参数的选择及其对模拟结果的影响。通过一系列数值模拟，研究了不同断裂能量参数对材料破裂模式和裂缝传播路径的影响。结果表明，断裂能量参数对模拟结果有显著影响，合理选择这些参数可以提高FDEM模拟的准确性和可靠性。

2021

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的] 本文提出了一种新的GPGPU并行化接触检测算法，以提高三维有限离散元方法（3D FDEM）的计算效率。[研究方法] 该算法结合了邻居搜索和细搜索两阶段，并采用统一计算设备架构（CUDA）进行并行化，通过优化接触搜索和力计算过程实现高效计算。[研究内容] 文章首先介绍了接触检测算法的基本原理和GPGPU并行化的技术细节，然后通过一系列数值实验验证了算法的性能和效率。实验结果表明，所提出的算法在处理大规模接触问题时具有显著的计算优势，能够有效缩短计算时间并提高模拟精度。

2021

发表期刊：Geotextiles and Geomembranes

文献导读：[研究目的] 本文提出并比较了使用离散和连续方法进行土工合成材料加固桩基堤坝建模的方法。[研究方法] 研究采用了有限元法（FEM）和离散元法（DEM）对土工合成材料加固的桩基堤坝进行建模，通过对比两种方法的计算结果，评估其在模拟加固效果和变形行为方面的性能。[研究内容] 文章首先介绍了加固桩基堤坝的背景和重要性，接着详细描述了FEM和DEM两种方法的基本原理和建模步骤。然后，通过数值模拟，研究了两种方法在不同荷载条件下的表现，包括堤坝的沉降、应力分布和桩土相互作用。结果表明，两种方法在捕捉堤坝的变形特性和加固效果方面各有优劣，为工程实际提供了有价值的参考。

2021

发表期刊：Powder Technology

文献导读：[研究目的] 本文提出了一种新的热-机械耦合FDEM模型，用于模拟岩石和颗粒材料的热裂纹。[研究方法] 研究采用有限-离散元方法（FDEM），结合热膨胀效应和热裂纹扩展，通过数值模拟研究热裂纹的形成和扩展过程。[研究内容] 文章首先介绍了热裂纹问题的背景和研究意义，接着详细描述了FDEM

模型的基本原理和热-机械耦合方法。通过一系列数值实验，研究了不同温度条件下岩石和颗粒材料的裂纹扩展行为，包括裂纹的起始、扩展路径和裂纹网络的形成。结果表明，该模型能够有效模拟复杂的热裂纹过程，为工程实际提供了有价值的参考。

2021

发表期刊：浙江大学学报（工学版）

文献导读：[研究目的] 本文旨在研究碎片尺寸和形状对岩石强度和变形的影响，通过三维扫描和数字图像处理技术获得岩石颗粒表面数据，重构数字颗粒，并利用FDEM模拟颗粒在压缩下的断裂破碎。[研究方法] 使用连续-离散耦合方法（FDEM），模拟单个颗粒在压缩下的断裂过程，识别并量化破碎后产生的碎片形状，通过分析初始颗粒形状和碎片尺寸之间的关系，进行网格密度敏感性分析以准确描述应力梯度和损伤演化。[研究内容] 文章首先介绍了颗粒破碎行为和表征方法，通过数值模拟，研究了碎片形状的统计分布和演变规律，揭示了圆度、扁平率、Domokos因子和凸度等形状指标对初始颗粒形状的敏感性，并探讨了不同粒径组的碎片形状差异。结果表明，大尺寸碎片更具棱角性，形状指标的分布与碎片尺寸之间的相关性不显著。

2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2020

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]本文旨在研究各向异性页岩地层在热裂解过程中的行为，特别是在不同热传导和裂解条件下的裂缝形成和演化。[研究方法]研究采用有限元和离散元结合的方法（FDEM），提出了一种新的各向异性热-力耦合模型（Y-TManiso），模拟热传导和热裂解过程。通过数值模拟，分析了页岩材料的各向异性、初始应力状态和加热温度等因素对热裂解过程的影响。[研究内容]文章首先介绍了各向异性页岩地层的特点和FDEM的基本原理，包括其在模拟非线性力学行为中的应用。随后，通过一系列数值试验，研究了不同加载条件下页岩裂缝的形成和扩展。研究表明，各向异性页岩在不同热载荷下会产生不同几何特征的裂缝模式，热裂解的过程受应力集中、边界条件和孔隙压力变化等因素的影响。该研究揭示了在不同热传导和裂解条件下，各向异性页岩的裂缝演化规律，为进一步研究页岩地层的稳定性提供了理论依据。

2020

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种三维热裂解模型，以模拟岩石在热负荷下的破裂行为，并研究不同热力学条件下裂缝的形成和发展。[研究方法]研究采用了有限元和离散元结合的方法（FDEM），提出了一种热-力耦合模型，通过热膨胀公式和热传导方程实现热裂解的模拟。模型中的热膨胀系数和热传导特性基于岩石材料的特性进行设置。[研究内容]文章首先介绍了三维热裂解模型的基本原理和数值实现，包括热传导和热膨胀的处理方法。然后，通过数值模拟，研究了不同热负荷和边界条件下岩石裂缝的形成和扩展过程。研究结果表明，在不同热力学条件下，岩石中会产生具有显著几何特征的裂缝模式。该研究揭示了热裂解过程中裂缝的演化规律，为进一步研究岩石的热力学行为提供了理论支持。

2020

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在提出一种新的三维热-力耦合方法，以模拟岩石在热应力作用下的破裂行为，并研究裂缝的形成和传播机制。[研究方法]研究采用了有限元和离散元结合的方法（FDEM），基于变形梯度的乘法分解原理实现热膨胀公式。该热-力耦合模型通过地质力学求解器实现热膨胀和热诱导破裂，并进行了Cauchy应力、热膨胀和应力分布的解析解验证。[研究内容]文章首先介绍了热-力耦合模型的基本原理和数值实现方法，包括热传导和热膨胀的处理方式。然后，通过数值模拟，研究了在不同热负荷和边界条件下，岩石裂缝的形成和扩展过程。研究结果表明，该模型在模拟热诱导裂缝形成和传播方面效果显著，能够准确再现实验结果。最后，通过对比模拟结果和实验数据，验证了模型的有效性和准确性，为进一步研究岩石的热力学行为提供了理论依据。

2020

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限元和离散元方法（FDEM），对花岗岩中飞片实验的响应进行数值分析，揭示飞片冲击过程中岩石的动态破碎行为。[研究方法]研究采用了FDEM技术，通过数值模拟的方法，结合实验数据，验证模型的准确性。模型参数基于实验数据进行校准，并采用三维数值模拟方法，分析飞片在花岗岩中的冲击和裂纹扩展过程。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和数值实现，包括飞片冲击实验的背景和实验设计。然后，通过一系列数值模拟，研究了飞片在不同速度和冲击角度下花岗岩的响应。模拟结果表明，飞片冲击会在花岗岩中产生复杂的裂纹网络，裂纹的形成和扩展受到岩石内部预先存在裂纹和应力分布的影响。研究还讨论了不同冲击条件对岩石破碎模式的影响，并通过与实验数据的对比，验证了模型的有效性和可靠性。

2020

发表期刊：Applied Mathematical Modelling

文献导读：[研究目的]本文旨在解决现有多尺度模型中因位移兼容性条件导致的应力不连续性问题，提出一种基于广义桥接域方法的DEM-FEM耦合多尺度方法。[研究方法]研究采用了广义桥接域方法，通过独立函数对不同模型的材料属性进行加权，实现离散元模型（DEM）与有限元模型（FEM）之间的耦合。通过数值模拟，验证了所提方法的有效性。[研究内容]文章首先介绍了广义桥接域方法的基本原理，并描述了DEM-FEM耦合的具体实现步骤。然后，通过数值实验，验证了所提出的多尺度方法在不同条件下的应力连续性表现。研究结果表明，基于广义桥接域方法的多尺度耦合能够有效解决应力不连续问题，提供了一种更准确的多尺度模拟工具。文章详细探讨了不同加权函数对耦合效果的影响，为多尺度模拟研究提供了新的思路和方法。

2020

发表期刊：Computational Geosciences

文献导读：[研究目的]本文旨在研究热诱导损伤对破碎岩体的力学特性的影响，提出一种耦合有限元与离散元方法（FEM-DEM）的多尺度模型，以揭示岩体在热应力作用下的破坏机制。[研究方法]研究采用了三维耦合FEM-DEM方法，将岩体基质离散为块体单元，通过粘结单元连接，裂缝通过粘结单元表示。热诱导损伤过程通过模拟温度变化引起的应力和应变变化进行建模。[研究内容]文章首先介绍了耦合FEM-DEM方法的基本原理和数值实现步骤。然后，通过一系列数值模拟，研究了不同温度条件下裂缝的形成和扩展过程。结果表明，热诱导裂缝的形成和扩展主要受到预先存在裂缝和热应力分布的影响，耦合模型能够有效模拟岩体在热应力作用下的破坏行为。该研究为深入理解岩体的热力学特性提供了理论依据，并为工程应用提供了参考。

2020

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种基于通用图形处理单元（GPGPU）并行计算的三维混合有限-离散元模拟器，用于在准静态和动态加载条件下模拟岩石破裂过程。[研究方法]研究利用CUDA C/C++架构，开发了一个并行化的FDEM模拟器。该模拟器结合了有限元法（FEM）和离散元法（DEM）的优点，能够有效处理大规模三维岩石破裂模拟。通过对模型参数进行标定和验证，确保了模拟器在各种加载条件下的准确性。[研究内容]文章首先介绍了FDEM方法的基本原理，并详细描述了GPGPU并行计算的实现步骤。随后，通过一系列数值模拟，研究了不同加载条件下的岩石破裂过程，包括裂缝形成、扩展和碎片化现象。研究结果表明，该模拟器能够有效模拟岩石在准静态和动态加载条件下的力学行为，提供了高效的计算性能和准确的模拟结果。该研究为岩石力学和工程应用中的复杂破裂过程提供了一种强大的数值工具。

2020

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]本文旨在通过二维有限-离散元法（FDEM），研究岩体加固材料的数值建模及参数影响。[研究方法]研究采用了FDEM方法，对加固材料的力学行为进行数值模拟。通过参数研究，分析不同加固材料在不同应力条件下的响应特性，并通过对比实验数据进行模型验证。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理及其在岩体加固建模中的应用，然后详细描述了模拟过程中使用的参数和边界条件。通过数值模拟，研究了加固材料在不同加载条件下的力学行为，并分析了参数变化对加固效果的影响。研究结果表明，岩体加固材料在不同应力条件下表现出明显的力学响应特性，参数变化对加固效果有显著影响。通过对比实验数据，验证了模型的准确性和有效性，为岩体加固工程提供了理论支持。

2020

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在通过颗粒基有限-离散元法（GB-FDEM）研究脆性岩石中裂纹的起始和扩展机制。[研究方法]研究采用GB-FDEM，对花岗岩中裂纹的起始、传播和连接过程进行数值模拟。模型通过双尺度接触模型确保颗粒破碎，并进行预处理以再现岩石的微观异质性。[研究内容]文章首先介绍了GB-FDEM的基本原理，随后详细描述了用于模拟裂纹形成和扩展的双尺度接触模型。通过数值模拟，研究了不同应力条件下花岗岩中裂纹的起始和扩展行为，揭示了颗粒间相互作用和微观结构对裂纹扩展的影响。研究表明，裂纹的扩展受到初始微裂纹和颗粒边界的显著影响，为进一步理解岩石破裂过程提供了新的视角。

2020

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在应用结合有限-离散元方法（FDEM）模拟纤维增强混凝土（FRC）隧道衬砌中的裂缝扩展，以探索其在工程中的实际应用。[研究方法]研究采用了FDEM，对纤维增强混凝土的裂缝形成和扩展过程进行数值模拟。模型引入新的FDEM关节单元本构模型，通过实际实验数据校准，以确保模拟的准确性和可靠性。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和关节单元本构模型的数学实现。随后，通过数值模拟分析了不同加载条件下FRC的裂缝扩展行为。研究结果表明，FDEM能够有效捕捉纤维增强混凝土的裂缝扩展路径和破坏模式，展示了其在隧道衬砌设计中的潜力。文章还比较了FDEM模拟结果与传统有限元方法的差异，强调了FDEM在处理复杂裂缝扩展问题上的优势。

2020

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在使用结合有限-离散元方法（FDEM），模拟隧道开挖过程中高水平原位应力条件下轮廓爆破引起的岩石破裂和破碎过程。[研究方法]研究采用了GPGPU并行化的FDEM技术，对位于瑞典Äspö硬岩实验室TASQ隧道中的轮廓爆破进行数值模拟。通过模拟不同的爆破参数和应力条件，分析爆破对岩石的影响。[研究内容]文章首先介绍了研究背景及FDEM的基本原理，然后描述了模型的构建和参数设置。模拟结果揭示了在高水平原位应力下，爆破诱导的裂缝和碎裂模式，展示了不同应力状态对隧道开挖稳定性的影响。研究发现，高水平应力显著影响裂缝的扩展路径和破碎程度，为工程设计提供了重要参考。

2020

发表期刊：Landslides

文献导读：[研究目的]本文旨在通过耦合离散元法（DEM）和有限元法（FEM），研究泥石流冲击柔性屏障的复杂动态相互作用，量化泥石流对柔性屏障的影响。[研究方法]研究采用耦合DEM-FEM的模拟框架，将泥石流建模为离散颗粒的集合，考虑颗粒间的碰撞和摩擦效应，并结合FEM模拟柔性屏障的响应。通过对不同条件下的数值模拟，研究泥石流冲击屏障的过程。[研究内容]文章首先介绍了泥石流灾害的背景及其对柔性屏障的影响，然后详细描述了耦合DEM-FEM方法的建模过程和数值实现。研究结果表明，柔性屏障对泥石流的前冲能量有显著缓解作用，屏障设计的关键参数如体积密度、冲击高度和坡度角对其性能有重要影响。通过数值模拟，揭示了泥石流与柔性屏障相互作用的动态机制，为柔性屏障的设计和优化提供了理论依据。

2020

发表期刊：Journal of Structural Geology

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法（FDEM），研究水力压裂在地层中的裂缝扩展行为，特别是复杂的裂缝网络形成机制。[研究方法]研究采用FDEM进行数值模拟，通过对不同条件下的多簇水力压裂进行模拟，分析裂缝扩展模式及几何形态。模型引入渗透-应力-损伤耦合机制，采用有限孔压粘结区（PPCZ）方法实现裂缝的任意扩展。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和数值实现，然后描述了模拟过程中使用的参数和边界条件。通过数值模拟，研究了多簇水力压裂的参数敏感性，揭示了应力干扰对裂缝网络的抑制和偏转作用。结果表明，低应力差有利于裂缝网络的扩展，增大注入速率和黏度有助于形成复杂的裂缝网络。研究还讨论了不同簇参数对裂缝网络的影响，优化了簇数和间距以实现最大化的裂缝网络扩展。

2020

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种基于GPGPU并行计算的三维有限-离散元方法（FDEM），用于模拟岩石破裂过程，并通过自适应接触激活方法提高计算效率。[研究方法]研究采用了FDEM，并引入自适应接触激活策略，在模拟过程中动态调整接触计算的激活状态，从而减少不必要的计算，提高模拟效率。数值模型通过大量的三维单元和接触面来精确模拟岩石在不同应力条件下的破裂行为。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和GPGPU并行计算的实现细节，描述了自适应接触激活策略的设计和实现。通过一系列数值模拟，研究了不同加载条件下的岩石破裂过程，包括裂缝的形成、扩展和相互作用。结果表明，该方法在提高计算效率的同时，能够准确模拟复杂的裂缝网络，为岩石力学研究提供了有力的工具。文章还讨论了模拟参数对结果的影响，为优化岩石破裂模拟提供了理论依据。

2020

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：[研究目的]本文旨在研究高孔隙率砂岩在不同加载条件下的破坏模式演化，尤其是压缩带和剪切带之间的转变。[研究方法]采用有限元与离散元耦合的多尺度模拟方法，对同一种高孔隙率砂岩材料在排水双轴压缩试验、钻孔稳定性问题及水岩耦合问题中的破坏模式演化进行了对比研究。通过模型参数校准，模拟了不同条件下砂岩的力学行为。[研究内容]文章首先介绍了高孔隙率砂岩的多尺度模拟方法，包括有限元与离散元耦合的原理和具体实施。然后，通过排水双轴压缩试验展示了剪切带向压缩带的演化过程，并通过钻孔稳定性问题和水岩耦合问题的典型算例，进一步展现了不同破坏模式的演化特征。研究表明，在不同应力条件下，高孔隙率砂岩可以产生压缩带和含剪切变形带两种具有显著不同几何特征的破坏模式，并且这些模式之间可能在加载过程中相互演化。

2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2019

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种二维耦合水热模型，以模拟复杂裂缝网络中的流体流动和热传导过程，提供对地下岩体中热流体相互作用的更深入理解。[研究方法]研究采用了结合有限-离散元方法（FDEM），模型由岩石基质的热传导模型、裂缝中流体的热传导模型和裂缝网络中的流体流动模型三部分组成。通过数值模拟，分析不同工况下岩体内的温度场和流场的变化规律。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理及其在水热耦合模拟中的应用，然后详细描述了模型的构建和数值实现过程。研究通过模拟不同裂缝网络和流体注入条件下的温度和压力变化，揭示了热传导和流体流动对裂缝扩展的影响。结果表明，裂缝的几何形态和流体性质显著影响热传导效率和流体流动模式，为工程应用提供了理论支持和技术指导。

2019

发表期刊：Engineering Analysis with Boundary Elements

文献导读：[研究目的]本文旨在研究原位应力条件对裂隙岩体中注浆渗透过程的影响，特别是注浆材料在不同应力状态下的流动和渗透行为。[研究方法]研究采用结合有限-离散元方法（FDEM），模拟了裂隙岩体中注浆过程。通过耦合流体-机械模型，模拟了注浆在不同应力条件下的扩展和渗透过程，分析了注浆材料的渗透路径和渗透效率。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和数值实现，包括流体-机械耦合模型的建立。随后，通过一系列数值模拟，研究了不同应力条件下注浆材料的扩展行为和渗透规律。结果表明，原位应力状态显著影响注浆材料的渗透路径和效率，高应力状态下注浆材料更容易在裂隙中扩展并填充，为工程实践提供了理论指导。

2019

发表期刊：Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在开发一种更新的拉格朗日LBM–DEM–FEM耦合模型，以模拟具有嵌入不连续性的双渗透性裂隙多孔介质中的复杂流固耦合行为。[研究方法]研究采用拉格朗日网格重构方案，并结合格子Boltzmann方法（LBM）、离散元方法（DEM）和有限元方法（FEM）进行多尺度耦合。该模型用于模拟岩石裂隙和基质中的流体流动和力学响应。[研究内容]文章首先介绍了耦合模型的理论基础和数值实现方法，然后通过数值模拟展示了模型在处理大变形和嵌入不连续性方面的能力。研究通过对比分析不同应力和渗透条件下的流体流动和力学行为，揭示了多孔介质中裂隙网络的影响机制，验证了模型的有效性和精度。

2019

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法（FDEM），模拟花岗岩中裂纹聚合过程，以揭示裂纹形成、传播和聚合的力学行为及模式。[研究方法]研究利用内部实现的FDEM，即Hybrid Optimization Software Suite（HOSS），对含有预先裂纹的花岗岩试样进行了数值模拟。裂纹按照两种几何图案设置：一种是单一裂纹在不同角度相对于加载方向排列，另一种是两条裂纹，其中一条垂直于加载方向，另一条以不同角度排列。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和数值实现，然后详细描述了模拟中使用的裂纹几何设置和加载条件。通过数值模拟，研究了裂纹在拉伸和剪切条件下的起始和传播过程，发现单裂纹和双裂纹试样在强度随裂纹角度增加而线性增加。模拟结果表明，FDEM能够准确再现实验测量的峰值应力，并揭示了裂纹表面接触对裂纹聚合行为的显著影响。

2019

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在研究元素尺寸和加载/卸载速率对完整岩石在实验室和现场尺度下力学行为的影响，使用结合有限-离散元方法（FDEM）进行模拟。[研究方法]研究采用FDEM，校准和验证模型参数，以模拟不同元素尺寸和加载/卸载速率对岩石力学行为的影响。通过数值模拟分析了各种条件下裂纹扩展模式和破坏特性。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和数值实现过程，然后详细描述了不同尺寸和加载/卸载速率条件下的模拟结果。研究结果揭示了元素尺寸和加载速率对岩石强度和裂纹扩展的显著影响，为优化实验设计和提高模拟精度提供了理论依据。

2019

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法（FDEM），研究实验室和现场尺度下岩柱的力学行为，探索其破坏机制。[研究方法]研究采用FDEM对实验室和现场的Creighton花岗岩柱进行了数值模拟，模拟了岩石的断裂过程。通过实验室测试校准模型参数，模拟不同工况下的岩柱行为，并与现场观测数据进行对比验证。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理，然后详细描述了实验室和现场岩柱模型的构建和模拟过程。研究结果表明，FDEM能够准确模拟岩柱的力学行为，揭示了裂纹起始、扩展和聚合的过程，为进一步研究岩柱的稳定性和设计提供了理论依据。

2019

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在利用基于连续介质的离散元方法（CDEM），研究多层岩层中采矿引起的应力和裂缝动态演化，重点分析不同地质条件下的应力分布和裂缝扩展行为。[研究方法]研究采用CDEM，将有限元方法（FEM）与离散元方法（DEM）相结合，通过数值模拟，分析隧道掘进和采矿过程中岩层内部应力和裂缝的演化过程。模型通过一系列数值试验校准参数，并进行实际工况下的模拟验证。[研究内容]文章首先介绍了CDEM的基本原理及其在模拟岩层应力和裂缝中的应用，接着描述了模拟实验的设计和参数设置。通过模拟分析了多层岩层在不同采矿工况下的应力变化和裂缝扩展，结果表明，岩层的异质性显著影响应力分布和裂缝演化，为进一步优化采矿工程设计提供了理论支持。

2019

发表期刊：Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在评估高应力条件下互锁岩体隧道开挖损伤区的破裂机制及其演化，采用结合有限-离散元方法（FDEM）进行分析。[研究方法]研究利用FDEM模拟隧道开挖过程中岩体的力学行为，通过数值试验分析了不同应力条件下的裂缝形成和扩展机制。模型通过实际工程数据校准，并在多种工况下进行验证。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理及其在岩体力学模拟中的应用，然后描述了模拟实验的设计和参数设置。通过数值模拟，研究了高应力条件下隧道开挖损伤区的裂缝演化规律，结果显示，岩体中的预先存在裂缝显著影响破裂机制和脆性响应，为优化隧道设计提供了理论依据。

2019

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法（FDEM），研究旋转点加载条件下颗粒破碎行为的微观机制。[研究方法]研究采用FDEM方法，对单个石英砂颗粒进行网格尺寸分析，并通过X射线微计算机断层扫描（XCT）获得的颗粒形状进行校准。通过数值模拟，再现系统性点加载试验，探讨接触点曲率对破碎行为的影响。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理，然后描述了数值模型的构建和校准过程。通过模拟分析不同接触点曲率和加载方向对裂纹起始和扩展的影响，研究结果显示，接触点之间的距离和组合曲率是影响裂纹模式和应力的主要因素，当加载方向大致平行于颗粒最小主尺寸时，破碎应力和碎片数量达到上限。

2019

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]本文旨在提出一种用于异质边坡的多尺度强度折减方法，采用分层有限元/离散元（FEM/DEM）建模，研究其稳定性及破坏机制。[研究方法]研究首先构建二维数值模型，考察了普遍节理模型的膨胀角、网格离散化和解域大小对边坡稳定性的影响。随后，建立三维复杂数值模型，对梁河口水电站进水口边坡的稳定性进行评估。通过多种强度折减程序，获得边坡的渐进破坏过程和最终破坏面。[研究内容]文章介绍了采用的强度折减方法和模型构建过程，通过数值模拟揭示了不同应力条件下边坡的失稳机制。结果表明，边坡的安全系数对普遍节理的膨胀角和解域大小不敏感，但对网格离散化敏感，当单元数量少于一定阈值时，网格离散化对安全系数影响显著。这些研究结果为复杂边坡的工程设计提供了理论支持。

2019

发表期刊：Geotextiles and Geomembranes

文献导读：[研究目的]本文旨在通过数值模拟和实验分析，研究覆土加固平台上空洞的荷载传递机制，特别是了解土体膨胀和荷载分布的影响。 [研究方法]研究采用有限元法（FEM）和离散元法（DEM）耦合模型，模拟圆形空洞在加固土堤下的开挖过程。通过数值模拟和实验数据对比，研究了不同填土高度、空洞直径比、开挖方式、土壤性质和加固材料刚度对土体沉降和膨胀系数的影响。 [研究内容]文章首先介绍了研究背景及FEM-DEM耦合模型的基本原理，然后详细描述了实验装置和数值模型的构建过程。研究结果表明，数值模拟与实验结果具有良好的一致性，验证了模型的有效性。通过敏感性分析，揭示了主要参数对荷载传递机制的影响，为加固平台的优化设计提供了理论依据。

2019

发表期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在通过耦合有限-离散元方法（FDEM），研究注浆过程在裂隙岩体中的水-力耦合行为，特别是不同应力条件下注浆材料的渗透路径和效率。 [研究方法]研究采用了基于FDEM的耦合水-力模型，模拟注浆过程中浆液在裂隙中的流动和岩体的力学响应。通过数值模拟，分析了不同应力条件和浆液特性对渗透路径和效率的影响。 [研究内容]文章首先介绍了耦合水-力模型的基本原理和数值实现方法，然后详细描述了数值模拟的过程和参数设置。研究结果显示，不同应力条件下，注浆材料的渗透路径和效率有显著差异，高应力条件下，注浆材料更容易在裂隙中扩展并填充裂缝，为工程实践提供了理论支持和技术指导。

2019

发表期刊：Ultrasonics

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法（FDEM），模拟裂纹诱导的非线性弹性行为，以揭示裂纹表面接触对非线性弹性生成的影响及其在无损检测（NDT）中的潜力。 [研究方法]研究采用二维FDEM模型，将固体离散为有限元，以捕捉波在主体材料中的传播，同时裂纹两侧的有限元也作为离散元，以跟踪裂纹表面的法向和切向相互作用。 [研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理和数值实现，随后通过数值模拟展示了不同激励幅度下裂纹模型的非线性弹性生成情况。模拟结果表明，仅当激励幅度足够大以触发裂纹表面接触时，裂纹模型才会产生非线性弹性。非线性行为对裂纹表面接触非常敏感，研究揭示了法向和切向接触对非线性弹性生成的影响。结果展示了FDEM在解码裂纹固体中非线性弹性因果关系方面的能力，并展示了其辅助无损检测（NDT）的潜力。

2019

发表期刊：Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合有限-离散元方法（FDEM），研究深层隧道开挖中的应变突发现象，以更好地理解在硬岩开挖中应变突发的破裂机制。[研究方法]研究采用FDEM，对硬岩体中深层开挖进行数值模拟，校准模型以再现高原位应力下的实际工况。通过引入离散裂缝网络（DFN）几何结构，研究岩体结构对应变突发的影响。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理及其在模拟岩层应力和裂缝中的应用，然后描述了模拟实验的设计和参数设置。通过模拟分析高应力条件下隧道开挖损伤区的裂缝演化，结果显示预先存在的裂缝显著影响破裂机制和脆性响应，揭示了岩层结构和应力条件对隧道开挖损伤的影响。

2019

发表期刊：岩土力学

文献导读：[研究目的]本文旨在研究深部巷道软弱围岩在高地应力条件下的破裂碎胀大变形过程，并探讨锚喷和注浆加固的效果。[研究方法]研究采用有限元与离散元耦合程序（FDEM）进行数值模拟。通过单轴压缩、巴西劈裂和三轴压缩模拟试验与室内试验对比，进行输入参数的标定。[研究内容]文章首先介绍了FDEM的基本原理，包括其在模拟岩石类材料非线性力学行为和岩石间开裂准则中的应用。随后，通过单轴压缩、巴西劈裂和三轴压缩试验标定模型参数，并进行数值模拟。研究结果表明，深部巷道大变形主要由围岩破裂、碎胀引起，浅部以拉伸破坏为主，深部则逐渐过渡到剪切破坏。裸巷的裂纹最大扩展范围为10.6米，表面最大位移收敛量为20.7厘米。通过锚喷和锚喷-注浆加固后，围岩变形得到有效控制，裂纹扩展范围显著减少，围岩表面收敛量大幅减小。