岩土工程中连续与非连续介质计算理论的研究

      本课题组首次提出了图形计算力学的概念和方法，利用CAD平台，将整个岩体切割成为具有一定方向、一定规模、一定形态和特征面的组合实体，它真实地模拟了岩体的层面、节理、软弱夹层、破碎带等地质特性；直接利用实体岩块在结构分缝面上的滑移、脱离、转动等变形运动的图形，分析出不连续的变形特性，这种图形实体的主要特征属性，相互接触，嵌入的位置和量值可直接从图形中判断计算。再应用于多种数值方法之中，较之现有的纯数学计算方法更加直观、简便和可靠。

（1）将计算力学、计算机图形学和现代CAD技术相融合，用已经发展比较完备的计算机图形学的理论和现代CAD技术提供的三维建模平台，充分利用CAD图形具有的动态编辑、拓扑运算和多重复杂属性定义的优势，使得CAD图形基本功能在复杂空间离散介质数值计算网格系统生成过程中发挥作用；

（2）根据岩体的几何边界和材料边界构建三维实体图形形成物理覆盖系统的方法。由岩体几何边界和材料边界的条件，切割模拟区域的实体图形，形成物理覆盖，对于有限元连续介质计算则完成了单一数学覆盖与物理覆盖的统一网格，对于非连续介质的计算，则用数学覆盖对已形成的物理覆盖块体群进行再剖分。该研究项目为连续介质与非连续介质力学提供了统一的网格计算方法，具有重要的创新意义和实用价值

（3）研究成果“岩土工程中图形计算力学方法的研究及应用”研究成果获2009年河南省科技进步二等奖。