RFPA 软件的基本原理 1 RFPA 系统简介 本文所运用的RFPA 系统，即岩石破裂过程分析系统（Rock Failu re Process Analy sis Sy stem），是基于弹性损伤模型的一个工具，1991 年唐春安教授提出了岩石细观单元强度满足某个正态统计分布的假设，认为细观非均匀性是造成准脆性材料宏观非线性的根本原因，用统计损伤的本构关系考虑了岩石材料的非均匀性和缺陷分布的随机性。此后，又把这种材料性质的统计分布假设结合到数值计算方法(如有限元法)中，并对满足给定强度准则的单元进行破坏处理，实现了对岩石破坏过程中的起裂、变形局部化、成核，最终导致失稳破坏的全程模拟，使有限元技术的应用发展到直接模拟岩体破裂过程的新阶段。 在非均匀介质中单元划分引入了基元这一标准，我们将反映介质细观尺度的基本单元称为基元。基元是构成介质的基本细观尺度单元，是在物理力学性质方面能够代表介质特征的最小单元。基元是构成介质的基本细观尺度单元，是在物理力学性质方面能够代表介质特征的最小单元。基元是介质破裂的研究最基本的单位，破裂就是基元的破裂。 1.1 RFPA 基本原理 RFPA 是一个以弹性力学为应力分析工具、以弹性损伤理论及其修正后的Cou lomb 破坏准则为介质变形和破坏分析模块的岩石破裂过程分析系统。其基本思路是： （1）岩石介质模型离散化成有细观基元组成的数值模型，岩石介质在细观上市各向同性的弹-脆性介质。 （2）假定离散化后的细观基元的力学性质服从某种统计分布规律（Weibu ll 分布），由此建立细观与宏观介质力学性能的联系。 （3）按弹性力学中的基元线弹性应力、应变求解方法，分析模型的应力、应变状态。RFPA 利用线弹性有限元方法作为应变计算器。 （4）引入适当的基元破坏准则（相变准则）和损伤规律，基元的相变临界点用修正的Cou lomb 准则。 （5）基元的力学性质随演化的发展是不可逆的。 （6）基元相变前后均为线弹性体。 （7）岩石介质中的裂纹扩展是一个准静态过程，忽略因快速扩展引起的惯性力的影响。 1.2 网格剖分 RFPA 选取等面积四截点的四边形单元剖分计算机。为了使问题的解答足够精确，RFPA方法要求模型中的单元能足够小（相对于宏观介质），以能足够精确地反映介质的非均匀性。但它又必须是足够大（包含一定数量的矿物和胶结物颗粒，以及微裂隙、空洞等细小缺陷），因为作为子系统的单元实际上仍是一个自由度足够大的系统，它具有远大于微观尺度的细观尺度，。这...
