陈小婷，黄波林(防灾减灾湖北省重点实验室/三峡大学，湖北 宜昌 443002)

目前开展斜坡变形破坏数值模拟的方法有基于有限单元的方法(FEM)、基于离散单元的方法(DEM)和连续离散单元方法(FEM/DEM耦合方法)。在处理复杂材料小变形机制方面，FEM有着明显的优势[1]；而DEM在处理离散介质的大变形问题上，具有非常重大的优势[2]。FEM/DEM耦合分析方法结合了连续和非连续数值方法的优点，既可计算连续介质的小变形，又可在裂隙间开展大变形，同时在采用断裂力学的相关准则后，可以对裂纹的产生和扩展进行模拟[3]。本文选用该方法对典型柱状危岩体变形破坏进行数值模拟分析。

1 FEM/DEM方法研究现状

自1989年Munjiza[4]提出FEM/DEM耦合方法以来，这一方法被应用在了广泛的领域，其有效性和灵活性也得了极大的提高。Munjiza等、Owen等[5]、Xiang J等[6]和Latham等[7]推动了在FEM/DEM模型框架中的裂隙扩展算法。在这个算法中，裂隙以有限单元网格的形式被植入。在有限元法中引入损伤力学和断裂力学理论，当单元网格受力超过强度准则后，连续单元变成离散单元。离散单元的开裂发生在有限单元的边界上，并采用离散元法处理开裂后块体间的接触。基于FEM/DEM方法，Morris等开发了Livermore distinct element code (LDEC)来进行地质体的数值模拟[8]，Rockfield公司则推出了ELFEN。国内LI S H等[9]、魏怀鹏等[10]、冯春等[11]发展了连续—非连续离散单元法(CDEM)。Eberhardt等[12]利用EFLFEN对1991年Swiss的Randa岩质崩滑体进行了数值分析，研究了岩桥的破坏、崩滑体的运动及堆积过程。Vyazmensky等[13]使用基于FEM/DEM方法的ELFEN软件研究了岩体开挖引起地面沉降的机理，指出该法可以加深对开挖过程中岩体的力学行为理解，并改进沉降预测的方法，使用FEM/DEM方法的ELFEN软件对露天采矿引发的边坡破坏及寻找合适开挖方式进行了研究。……