土石混合體是由強度較高的大型塊石和松軟的土體混合而成的多相體系。近年來，土石混合體材料作為一種特殊的巖土介質(zhì)越來越受到巖土工程界的重視。土石混合體邊坡是自然界中常見的一種邊坡類型，具有明顯的不均勻性和不連續(xù)性。傳統(tǒng)的有限元方法在模擬土石混合體邊坡災(zāi)變過程時，存在網(wǎng)格依賴性等不足。

　　鑒于此，針對土石混合體邊坡巖土材料不均勻和不連續(xù)等特點，武漢巖土所科研人員基于增量法彈塑性力學(xué)原理和雙線性投影算子，結(jié)合強度折減法和不等式，提出了土石混合體邊坡穩(wěn)定性分析的虛單元強度折減技術(shù)，求解了不同強度折減系數(shù)系下土石混合體邊坡的漸進破壞特征，并討論了方法的網(wǎng)格依賴性問題。由于巖石與土的物理力學(xué)性質(zhì)不同，應(yīng)力集中在巖石與土的接觸區(qū)，塑性區(qū)圍繞在巖石周圍（如圖）,在塑性區(qū)很難形成規(guī)則的連通區(qū)域。

　　該方法可用于模擬土石混合體邊坡的漸進破壞過程，研究粒徑、巖石含量、巖石密度和巖石空間分布對石質(zhì)土邊坡力學(xué)行為的影響。研究成果可為邊坡工程中土石混合體邊坡穩(wěn)定性定量評價和支護設(shè)計優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。本研究相關(guān)多項成果已發(fā)表于巖土力學(xué)領(lǐng)域主流期刊Computers and Geotechnics、《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》、《固體力學(xué)》、Engineering Analysis with Boundary Elements等。該研究成果得到科技部國家重點研發(fā)專項（No. 2018YFE0100100）、國家自然科學(xué)基金（No. 11972043）和中科院青促會項目（No.2014032）等資助。

　　論文連接1：https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103349

　　論文連接2：https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2020.09.005

土石混合體邊坡漸進破壞過程模擬 

（文/圖 計算巖石力學(xué)組）