郭德平，李 铮，彭森林，曾志凯，吴岱峰

(1. 叙镇铁路有限责任公司， 云南 昭通 657900； 2. 武汉大学 土木建筑工程学院， 武汉 430072； 3. 重庆市城市建设投资(集团)有限公司， 重庆 400023； 4. 重庆大学 土木工程学院， 重庆 400045)

随着21世纪我国基础设施大规模建设的进行，西部大开发战略的实施以及世界经济危机以来国家对基础设施建设的投资，我国的铁路、公路、大中型水电站建设以及南水北调、西气东输等工程将有大量的长大隧道需要建设.因此，隧道掘进机(TBM)在我国的应用前景非常广阔，我国对掘进机及其技术的需求猛增.

在工程建设和运营过程中，结构或者裂隙岩体会受到多种形式的动力作用(如爆破、地震等)，在动荷载的作用下更容产生失稳破坏，故针对裂纹动态扩展的研究引起了广泛的关注[1-3].Sun等[4]基于有限元方法比较了显式时间积分和隐式时间积分在分析线性和非线性动力问题中的区别.2012年，Nilsson等[5]在黏结单元中嵌入裂纹，分析了动荷载作用于弹塑性厚板的动力响应.

扩展有限单元法(XFEM)[6-9]是近十五年发展起来的一种在常规有限元框架内求解不连续问题，特别是裂纹扩展问题的数值方法.其原理是在裂纹影响区域的单元结点上用裂尖渐近位移场函数及跳跃函数加强传统有限元的基，以考虑由于裂纹存在引起的位移不连续性，继承了标准有限元的所有优点，但其所使用的网格与结构内部的几何和物理界面无关，从而避免了常规有限元方法中的网……