基于联合有限元-离散元的混凝土重力坝破坏三维仿真模拟

来源：计算力学学报杂志2017年第1期北京时间：

作者：申振东,许栋,白玉川,及春宁,AnteMunjiza

单位：天津大学 水利工程仿真与安全国家重点试验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点试验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点试验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点试验室, 天津 300072,伦敦玛丽女王大学 工程与材料科学学院, 伦敦

摘要：水利工程中混凝土重力坝在地震等作用下的三维破坏形式以及破坏过程对大坝安全影响重大。本文建立了固体材料的联合有限元-离散元（Combined Finite-Discrete Element）三维数学模型，并引入Single/Smeared断裂损伤模型，模拟混凝土材料的破坏。数学模型经验证后，用于地震作用下混凝土重力坝破坏的三维数值模拟，结果表明，联合有限元-离散元方法能够有效模拟坝体的破坏模式和破坏阈值条件，且具有将坝体连续变形与不连续断裂有机结合的优点。通过一系列数值模拟工况的对比，分析了模型网格分辨率对破坏条件、破坏模式以及程序计算效率的影响，研究结果能够为大坝的抗震设计提供有价值的参考。

关键词：混凝土重力坝,联合有限元-离散元,Single/Smeared破坏模型,三维模拟,

基金资助：国家自然科学基金创新研究群体项目（51321065）；国家自然科学基金（51579175，51009105）；NSFC-广东联合基金（第二期）超级计算科学应用研究专项和国家超级计算广州中心资助项目