Soil crack (土体裂隙多场耦合模拟)

二次开发-土体裂隙多场耦合模拟（张晓宇-南京大学本科生毕业论文）

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黏性土在失水过程中逐渐变形开裂,裂隙相互交错形成网络,这一过程涉及水热力等多场耦合的作用.本文基于南京大学自主研发的三维离散元软件Mat DEM,采用紧密堆积离散元模型对土体开裂进行模拟.在此模型中,每个离散元单元代表一定体积的土颗粒,孔隙和孔隙水的集合体.单元具有含水量属性,并采用有限差分思想计算水分运移量,实现了水分场模拟.同时,考虑水分场对土体抗拉强度等力学性质的影响,建立水分场和应力场的耦合.在数值模拟中,假定土体表面水分以一定速率蒸发,根据试验数据由含水量计算单元直径和力学参数,从而实现黏土蒸发失水,收缩和开裂变形过程模拟.数值模拟与前人室内试验结果基本一致,能较好地再现开裂过程中的各个阶段.本文为研究多场作用下土体变形破坏模拟提供了一个新的思路.