摘要:岩爆突变失稳时刻的动力行为及其能量演化是揭示岩爆形成机制的关键。参考失稳理论和刚度理论设计岩爆-围岩组合体试样的三维离散元数值模型，并通过二次开发实现系统能量演化过程的可视化，模拟岩爆的抛掷现象，据此研究岩爆突变点处系统失稳的时序特征、自发性静动状态转换的动力学行为和系统能量演化之间的关联，探讨岩爆的动力灾变机制。结果表明：在岩爆突变点岩爆体到达峰值应力略早于围岩体，岩爆体峰值后自身的破裂软化形成了对围岩体的主动卸荷，使其应力由增变降；被卸荷的围岩体发生向岩爆体的快速回弹变形，并通过做功使自身储存的弹性能向岩爆体汇聚，两者的能量被岩爆体瞬间一并释放，引发块体的抛掷；在此过程中，两子系统相互作用形成的正反馈调节机制使破裂过程逐步加快，最终引发动态失稳。

摘要:为探究水泥稳定碎石微裂细观演化机理，构建了细观非均质水泥稳定碎石数值模型，结合室内无侧限抗压强度试验和单轴压缩数值试验反演出模型细观参数，引入微裂隙网络研究不同裂隙参数对微裂程度的影响，分析不同裂隙数目下系统能量演化规律。结果表明：数值模拟与室内试验结果基本吻合，构建的水泥稳定碎石离散元模型可较为准确地表征材料细观破坏特征；微裂损伤是二次振动加载后裂隙宽度增大和裂隙数目增多共同作用的结果，裂隙密度对水泥稳定碎石微裂程度起决定性作用；裂隙密度增加，材料储存弹性应变能的能力减弱，峰值点水泥稳定碎石材料的输入总能量降低。验证了早期微裂对于降低收缩应力的积极作用，揭示了水泥稳定碎石材料微裂力学特征和细观机理。

摘要:针对有砟轨道路基不均匀沉降现象，开展有砟轨道结构整体变形分析。基于离散元—多柔性体动力学耦合方法(DEM-MFBD)，建立了一种简化的2.5维有砟轨道耦合模型，并将其用于有砟轨道细观力学特性研究。基于此耦合模型特性，提出荷载及刚度折减方法，对不同路基沉降波长、幅值下有砟轨道结构整体受力变形进行计算分析，在此基础上研究路基不均匀沉降对轨枕空吊的影响规律。结果表明：路基沉降幅值和波长的增加均导致轨道不平顺明显增大，并促使道床应力集中位置外扩；钢轨沉降面积与路基沉降面积的比值(S1/S0)可以反映轨枕空吊情况；路基沉降幅值为10~15 mm时出现轨枕空吊，建议沉降限值不超过10 mm，以便工务部门控制轨枕空吊和轨道不平顺等病害。

摘要:利用离散元软件建立珊瑚砂微生物固化体无侧限压缩试验模型，通过在珊瑚砂颗粒表面及接触处生成微小碳酸钙颗粒来模拟MICP胶结，考虑珊瑚砂珊瑚砂颗粒、珊瑚砂碳酸钙颗粒及碳酸钙碳酸钙颗粒的接触，分析不同胶结程度微生物珊瑚砂固化体的颗粒位移、微裂纹发展及微裂纹分布等细观特征，解释了其宏观变形和破坏机制。结果表明：在无侧限压缩情况下，主要是材料两端发生较大位移和破坏，中间部分位移较小；数值试样加载过程中，裂纹发展可分为3个阶段，即压密阶段、裂纹扩展阶段及裂纹急剧增长阶段；随着胶结程度的提高，试样从大块脱落破坏向小块或零散颗粒脱落破坏转变，拉、剪裂纹数目比值变小，试样微裂纹数目在各个方向上的差异逐渐减小，裂纹扩展更加均匀。建立的离散元模型能较好地模拟MICP胶结，为更充分地认识珊瑚砂MICP胶结固化体的宏观变形与破坏机制奠定了基础。

摘要:锦屏一级水电站左岸导流洞地质条件非常复杂，地应力极高，节理、断层发育，施工过程中发生了较大规模的塌方。基于离散元法模拟主要节理和断层，建立计算模型，通过计算和分析，得到导流洞围岩的变形破坏规律。导流洞开挖后，围岩应力释放，结构面松弛、滑移，导致围岩边墙首先产生纵向裂缝，拱顶出现掉块；随着结构面变形加剧，边墙沿结构面进一步滑移张开，拱顶的支撑作用减弱导致坍塌，计算模拟和实际塌方情况基本一致。