隨著我國(guó)“十四五”國(guó)家戰(zhàn)略的制訂，一系列關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如川藏鐵路、雅下水電站、滇中引水等工程的陸續(xù)開(kāi)展，工程巖體破裂問(wèn)題越來(lái)越成為制約工程建設(shè)安全與長(zhǎng)期穩(wěn)定的重大難題與挑戰(zhàn)。由于地質(zhì)條件和工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，工程巖體的破裂過(guò)程和災(zāi)害孕育一直缺乏有效的評(píng)價(jià)分析方法。

　　中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所一直注重巖土數(shù)值分析方法的創(chuàng)新與相關(guān)軟件的自主研發(fā)，該所科研人員根據(jù)工程巖體的特征及其破壞局部化的特點(diǎn)，提出了工程巖體破裂過(guò)程細(xì)胞自動(dòng)機(jī)分析方法，自主研發(fā)了工程巖體破裂過(guò)程分析軟件CASRock，近期主要進(jìn)展：

　　1）嵌入了數(shù)字巖樣（巖體）重構(gòu)方法，實(shí)現(xiàn)了工程巖體天然非均質(zhì)性、內(nèi)部賦存的缺陷和節(jié)理、以及不連續(xù)面等結(jié)構(gòu)信息的精確表征；

　　2）嵌入了基于大量巖石真三軸加卸載實(shí)驗(yàn)建立起來(lái)的三維力學(xué)模型及多種本構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜應(yīng)力條件下巖石細(xì)觀破裂機(jī)理和工程巖體宏觀等效力學(xué)響應(yīng)的模擬；

　　3）提出了工程巖體破裂程度指標(biāo)RFD，實(shí)現(xiàn)了工程巖體破裂位置、程度和范圍的定量評(píng)價(jià)；

　　4）優(yōu)化了工程活動(dòng)模擬模塊，實(shí)現(xiàn)了鉆爆法開(kāi)挖、TBM開(kāi)挖和襯砌支護(hù)等工程活動(dòng)的表征；

　　CASRock已應(yīng)用于水利水電工程、高放廢物地質(zhì)處置、二氧化碳地質(zhì)封存和煤礦開(kāi)采等領(lǐng)域，并將為“十四五”規(guī)劃的國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中的工程巖體破裂機(jī)制研究和工程災(zāi)害的評(píng)估、預(yù)測(cè)和防治提供技術(shù)支撐。

　　近期發(fā)表的相關(guān)論文鏈接：

　　https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2019.05.014

　　https://doi.org/10.1093/gji/ggaa615

　　https://doi.org/10.1007/s11440-020-01110-8

　　https://doi.org/10.1007/978-3-030-64514-4_4

　　https://doi.org/10.1016/j.tust.2019.103183

　　https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2020.107390

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雙裂紋擴(kuò)展過(guò)程實(shí)驗(yàn)結(jié)果與CASRock 模擬結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證

CASRock 鉆爆法開(kāi)挖動(dòng)力擾動(dòng)模擬理論驗(yàn)證

CASRock錨桿和襯砌支護(hù)功能

CASRock模擬錦屏地下實(shí)驗(yàn)室豎井開(kāi)挖過(guò)程破壞區(qū)演化

（文/圖 智能巖石力學(xué)組）