颜 敬，曾亚武，高 睿，杜 欣

(武汉大学土木建筑工程学院，武汉 430072)

1 研究背景

离散单元法(如PFC2D/3D，UDEC/3DEC)是近些年来兴起的一种新的岩土工程数值计算方法。该方法一般按其用途，又可以分为细观离散元和宏观离散元。前者着重于处理数目众多、具有不连续特征的接触面或点的问题，例如破碎岩体中的破裂面、砂土中的接触面(点)、散体材料中粒子之间的接触面(点)等;后者则主要解决规模相对较大的不连续面，如断层、节理、结构与基础之间的结合面等引起的一系列问题等［1－4］。PFC(Particle Flow Code)是在岩土界著名学者Peter Cundall院士主持下采用细观离散元理论(又称为粒子流或者颗粒流理论)开发的一套商业数值计算软件，可以广泛地应用于研究细观结构控制的问题，具有很大的发展潜力。

ITASCA公司开发的PFC系列软件，作为细观离散元软件平台，具有2个最基本的特征［2－4］。

(1)允许颗粒发生有限的位移和转动，颗粒之间允许完全脱离;

(2)程序在计算过程中能够自动辨识新的接触。该理论的核心思想是采用最基本的单元——粒子和最基本的力学关系——牛顿第二定律来描述介质的复杂力学行为，而无需事先确定材料的宏观本构，模型介质的本构特征将由其内部颗粒之间状态特征的变化体现出来，颗粒间接触的破坏与发展意味着介质整体力学特性由线性向非线性转化。

PFC的这种理念导致其在很大程度上不同于其他连续和非连续介质力学理论方法与程序，其中的一个关键问题就是……