接觸作用一直是巖體結構面的主要力學(xué)行為，結構面的破壞是引起巖體破壞的最主要因素。在接觸問(wèn)題的研究中，網(wǎng)格的劃分以及網(wǎng)格的畸形影響計算結果的精確度。隨著(zhù)近十年計算機技術(shù)和數值方法的發(fā)展。虛單元法的出現為研究者們提供了一種新的思路。

　　針對這一問(wèn)題，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計算巖石力學(xué)組首次采用虛單元法對于含節理大壩中的接觸問(wèn)題進(jìn)行了模擬。與傳統的數值方法相比，虛單元法不需要對形函數進(jìn)行顯示的表達，計算高效及處理網(wǎng)格靈活，構造精度可達任意階數，能克服復雜性的塊石幾何形狀帶來(lái)的畸形網(wǎng)格問(wèn)題，適用于任意復雜的單元形狀?；谔搯卧ǖ膬?yōu)點(diǎn)，推導了虛單元法在不同接觸狀態(tài)下的剛度矩陣。

　　為了驗證虛單元法求解接觸問(wèn)題的準確性，首先算例驗證了虛單元法對于網(wǎng)格扭曲度敏感性，隨后通過(guò)一系列的數值算例驗證了虛單元法求解接觸問(wèn)題的可行性（圖1），最后通過(guò)含節理大壩的模擬，說(shuō)明了節理對于大壩穩定性有重要的影響（圖2）。

　　相關(guān)研究成果以“The Virtual Element Method for the Dam Foundation With Joint”為題，發(fā)表在Frontiers in Earth Science。研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金面上項目（11972043）的資助。

　　論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2022.875561/full

圖1 　均勻壓縮下的水平接觸界面模擬(大主應力云圖)

圖2   帶節理的混泥土大壩 (x方向位移云圖)