非连续介质法

非连续介质法将岩体视为岩石和结构面的集合体，这种方法对于岩体的描述比较真实，能够模拟出岩体中局部的应力变形情况，主要包括离散单元法、不连续变形分析法(DDA)和数值流形元法(NMM)。由Cundall(1971)提出并由Lemos等(1985)、Cundall (1988)、Hart等(1988)改进的离散单元法是对裂隙岩体进行应力变形分析的一种强有力的数值计算方法。这种方法将岩体视为一系列刚性或者可变形块体的组合，结构面被看做块体之间的独立边界。离散单元法不仅在块体内部运用了连续理论，也应用力的准则来计算块体之间的作用力以及位移法则来计算每个块体在不平衡力作用下的运动规律。由于考虑了岩石块体和结构面之间的相互作用，离散单元法可以有效地计算复杂裂隙岩体在不同应力和位移边界条件下的力学行为。同时，该方法是一种显式求解方法，在不增加计算次数的情况下可以进行岩块和结构面的大尺度位移、大角度旋转以及复杂本构关系的计算。由于能够充分考虑岩体中结构面的力学行为，离散单元法已成为解决岩体力学问题的一个重要手段，目前已经形成了一些比较成熟的商业软件，如UDEC和3DEC。不连续变形分析法(DDA)是石根华和Goodman(1989)基于岩体介质非连续性理论提出的一种数值分析方法，它可以计算非连续面的位错、滑移、开裂和旋转等大位移的静力和动力问题，DDA的提出在世界岩石力学界引起了强烈反响，它独特的优势会使其成为未来岩石力学中的主流数值方法之一。数值流形元法是石根华于1995年提出的，是一种包含有限元和解析法的高层次数值方法，在这种统一计算形式中，有限元法和DDA法是其中的两个特例，数值流形元法适合对岩体进行大变形分析，但由于对任意形状的覆盖，权函数的选取及解析积分的求解还存在一定的困难，因此还未得到广泛应用。

由于连续介质法和非连续介质法各有优缺点，两种方法并没有哪一种有绝对的优势，因此，在解决实际岩体工程问题时经常采用连续/非连续介质混合法，即混合使用连续介质法和非连续介质法。目前已有学者提出了一些混合模型，如DEM/BEM混合模型(Lorig＆Brady，1982、1984、1986)、DEM/DFN混合模型(Wei＆Hudson，1998)、DEM/FEM混合模型(Pan＆Reed，1991)、BEM/FEM混合模型(Pottler＆Swoboda，1986)。这种方法能够使连续介质法和非连续介质法互为补充，从而更加准确地刻画裂隙岩体的力学行为。