CASRock - 工程岩体破裂过程细胞自动机分析软件
  • CASRock简介

随着国家基础设施建设的大规模推进,我国正迎来新一轮岩石工程建设的高潮,岩石力学与工程迎来前所未有的发展机遇,与此同时,岩爆、塌方和大变形等工程灾害时有发生,岩石力学与工程面临新的挑战。由于地质条件和工程结构的复杂性,工程岩体的破坏和灾害孕育多属于局部化过程,岩体局部化破坏过程的模拟与破裂机理的研究,是工程灾害评估、预测与调控的基础。细胞自动机方法具有局部性和并行性的特点,能够较好的模拟局部化过程。为此,基于多学科交叉,提出了工程岩体破裂过程细胞自动机分析方法,并研发了具有自主产权的软件系统CASRock(Cellular Automata Software for engineering Rockmass fracturing process)。该方法将工程岩体视为由元胞组成的系统,工程岩体整体的力学行为仅通过元胞与其邻居之间依据局部弹脆塑性更新规则的相互作用依次传递,避免了传统方法需求解大型线性方程组及其带来的复杂性,是一种“自下而上”解决工程岩体破裂过程局部化模拟问题的思路,其求解过程与工程岩体的破裂过程自然吻合。

CASRock软件系统嵌入了破坏度(RFD)和局部能量释放率(LERR)等岩体稳定性评价指标,应用领域包括水利水电工程、煤矿开采、高放废物地质处置和二氧化碳地质封存等,可成为工程师和科研人员研究岩石破裂机理和工程岩体稳定性的有力工具。

CASRock包含前期和正在开发的系列模拟系统,即岩石破裂过程的弹塑性细胞自动机模拟系统(EPCA)、裂隙岩体流变过程的弹塑性细胞自动机模拟系统(VEPCA)、动力扰动过程的弹塑性细胞自动机模拟系统(D-EPCA)、温度-渗流-应力-化学耦合过程的细胞自动机模拟系统(THMC-EPCA)、岩体连续-非连续变形破坏过程的细胞自动机模拟系统(RDCA2D)等,为便于推广,这些模拟系统统一命名为CASRock。

  • CASRock效果图