夏海城，邬爱清，卢 波，徐栋栋

(长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010)

1 研究背景

岩石材料是由矿物颗粒、胶结材料和空隙等组成的具有一定缺陷的不均匀物质，非均质性是岩石材料的本质特征。这种细观结构的不均匀性导致岩石材料的弹性模量、强度、泊松比等宏观力学参量具有一定的随机性，同时也直接影响受载岩石的破裂演化过程。因此研究非均质性对岩石材料力学性质的影响机制具有重要意义。

国内外学者对岩石非均质问题展开了广泛的研究，并取得诸多有价值的成果。岩石材料物理参数分布的不均匀性是其非均质性的重要方面，胡小荣等[1]应用地质统计学方法对有限单元体力学参数的赋值进行了研究；陈永强[2]采用不同的统计分布模拟材料的非均匀性，得到了不同特性的材料破坏过程应力-应变曲线；康健等[3]研究了非均质随机分布的热膨胀系数和热传导系数对岩石热破裂的影响；冯增朝等[4-5]研究了岩石细胞单元特性及其非均质分布对岩石破坏全过程曲线的影响，岩石亚细观组构的非均质性及其分布规律是决定岩石单轴压缩全过程曲线的重要因素；张征等[6]分析了岩土参数不确定性的主要原因，并研究了岩土参数空间变异性分析的原理、方法和步骤。唐春安等[7-8]、Kaiser等[9]用Weibull分布函数模拟岩石材料参数的非均质性，研究了二维岩石模型脆性破坏的特点，提出“RFPA(Rock Failure Process Analysis)方法”。梁正召[10]开发了RFPA3D程序，模拟了岩石的破坏过程。……