离散单元法在岩体力学中的应用
基于有限元与离散元混合模型的岩石动态破裂过程研究
基于有限元与离散元混合模型的岩石动态破裂过程研究岩石的破裂可以为两类:一类是有益的,即通过对岩石的破坏实现建筑物的拆除、巷道的开挖以及矿床的开采等;另一类是有害的,即非预期的岩石断裂导致的建筑物失稳,桥梁的断裂、楼房的倒塌等。
因此对岩石破裂的研究具有现实意义。
岩石常被认为是连续体,因此基于连续介质力学的有限单元法常用来模拟岩石的破裂过程。
然而由于大量裂隙的存在,岩石被离散成很多块体,因此基于非连续介质力学的离散单元法也被用来模拟岩石的破裂过程。
随着应力的增加,岩石首先出现变形和损伤,然后出现断裂,最终变为碎石。
有限单元法能够模拟岩石的变形与损伤,而离散单元法能够模拟岩石的裂纹产生及碎石的分离。
相反的,由于对岩石介质的假设不同,有限单元法在模拟岩石的破裂与离散单元法模拟岩石的损伤都存在不足。
因此,为了实现岩石破裂全过程的模拟,本文研究了有限单元与离散单元混合模型来模拟岩石的整个破裂过程。
主要研究工作如下:(1)构建有限元与离散元混合模型。
首先岩石破裂问题被视为非连续介质力学问题,采用离散单元法来模拟,而每个离散体或离散单元被视为连续介质力学问题,采用有限单元法来模拟。
然后,在离散单元或离散体中加入可破裂的粘结单元,从而使得离散体或离散单元可以再次破裂。
因此岩石破裂问题被分为三个阶段:整体离散单元法模拟、个体有限单元法模拟、个体破裂后离散单元法模拟。
通过有限单元法与离散单元法有机的结合实现了岩石破裂整个过程的模拟。
(2)平面问题断裂模式的研究。
岩石的平面断裂模式分为Ⅰ型断裂、Ⅱ型断裂及Ⅰ-Ⅱ复合型断裂。
在本论文中,岩石的破裂通过粘结单元的变形和剔除来实现。
而粘结单元的变形与剔除与岩石的强度和能量释放率相关,岩石的强度用于控制裂纹开裂的开始,而能量释放率用来控制裂纹开裂的完成。
从而使有限元与离散元混合模型可以实现对平面问题中所有断裂模型的模拟。
(3)岩石静态荷载下破裂模拟,即有限元与离散元混合模型的验证。
节理裂隙岩体中不同埋深无支护暗挖隧洞稳定性的离散元法数值分析
第23卷 第7期岩石力学与工程学报 23(7)：1154～11572004年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，20042002年6月28日收到初稿，2002年8月28日收到修改稿。
* 中国博士后科学基金(2002031045)资助项目。
作者 王贵君 简介：男，45岁，1983年毕业于阜新矿业学院，2001年获德国弗莱贝格工业大学工学博士学位，现任副教授、北京科技大学博士后，主要从事岩土流变力学、地下存储中的岩石力学问题和岩土力学数值分析方面的研究工作。
节理裂隙岩体中不同埋深无支护暗挖隧洞稳定性的离散元法数值分析*王贵君(北京科技大学土木与环境工程学院 北京 100083)摘要 针对一高速公路隧道工程，应用离散单元法对节理裂隙岩体中不同埋深无支护暗挖隧洞的稳定性及其机理进行了数值分析。
分析结果表明，当节理的赋存条件不利于隧洞稳定时，浅埋隧洞(如埋深只有5 m)的稳定性不如埋深较大隧洞(如埋深50 m)的稳定性好；反之，当节理的赋存条件有利于隧洞稳定时，则浅埋隧洞的稳定性比深埋隧洞的稳定性好。
分析结果还表明，“压力拱”效应在浅埋隧洞节理裂隙围岩稳定性中起着重要作用。
关键词 岩石力学，节理裂隙岩体，暗挖隧洞，埋深，稳定性分类号 TU 451 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)07-1154-04DEM ANALYSIS ON STABILITY OF UNSUPPORTED TUNNELS INJOINTED ROCK MASSES AT DIFFERENT DEPTHSWang Guijun(University of Science and Technology Beijing ， Beijing 100083 China )Abstract The stability of unsupported tunnels in jointed rock masses at different depths is analyzed using the distinct element method. The analysis of an autobahn tunnel shows that the unsupported shallow tunnels (for example ，at a 5 m depth) are not as stable as those at a larger depth (for example ，at 50 m) if the joints are steep and there exist more joint sets ，and vice versa. The pressure-arch effect on the stability of jointed rock mass surrounding a shallow tunnel proves to be important.Key words rock mechanics ，jointed rock mass ，mined tunnel ，depth ，stability1 引 言在隧道工程中，上覆岩(土)层对隧洞既是加载体又是承载体，其自身的重力往往是构成隧洞竖向荷载的主要来源。
岩土工程：数值分析在岩体力学中的应用和发展.doc
岩土工程：数值分析在岩体力学中的应用和发展（一）数值分析方法的分类在岩石力学有关领域的数值分析方法应用中，主要使用的方法为有限元法，边界单元，离散单元法，拉格朗日单元法及块体理论等（二）有限元法原理及其应用要点原理：通过变分原理（或加权余量法）和分区插值的离散化处理把基本支配方程转化为线性代数方程，把待解域内的连续函数转化为求解有限个离散点（节点）处的场函数值。
应用要点：1.正确划分计算范围与边界条件2.正确输入岩体参数及初始地应力场3.采用特殊单元来考虑岩体的非连续性和边界效应（三）岩石力学问题的其他数值分析方法1.边界单元法有限元法是对问题的微分近似表达式给出了精确解，它实质上属于微分法。
与微分法相对应的是积分法，积分法所涉及的边界可包围整个问题域，而数值分析的离散化仅在边界上近似。
下图表示了在外部问题模拟时微分法与积分法之间的区别。
2.离散单元法离散单元法完全强调岩体的非连续性。
它认为，岩体中的各离散单元，在初始应力作用下各块体保持平衡。
岩体被表面或内部开挖以后，一部分岩体就存在不平衡力，离散单元法对计算域内的每个块体所受的四周作用力及自重进行不平衡计算，并采用牛顿运动定律确定该岩块内不平衡力引起的速度和位移。
反复逐个岩块进行类似计算，最终确定岩体在已知荷载作用下是否将破坏或计算出最终稳定体系的累计位移。
3.块体理论块体理论就是针对个性各异的岩体中具有结构面这一共性，根据集合论柘朴学原理，运用矢量分析和全空间赤平投影图形方法，构造出可能有的一切块体类型，进而将这些块体和开挖面的关系分成可移动块体和不可移动块体，对几何可移动块体在按力学条件分为稳定块体、潜在关键块体、关键块体。
此外，在计算方法上，还有半解析法、加权残余法以及松弛法中的经松弛法以及上述方法的耦合应用。
岩体动静力稳定分析的三维离散元数值模型
清华大学学报(自然科学版)18 20 1996年第36卷Journal of T singhua U niversity(Sci&T ech)第10期第98～104页 岩体动静力稳定分析的三维离散元数值模型3鲁 军, 张楚汉, 王光纶, 金 峰清华大学水利水电工程系,北京100084文 摘 离散单元法是一种适用于不连续岩体稳定分析的数值方法,可用于模拟岩体的大变形及系统的失稳破坏过程。
提出了一种可用于岩体动静力稳定分析的三维离散元模型的凸多面体角边修圆模式及接触关系检测算法,此法将接触区域分为角区域、边区域和面区域,采用分级检索。
对于接触刚度、阻尼系数、时步等参数作了讨论,同时建立了相应的动力学模型,并验证了振动台上的两刚块振动实验结果。
结果表明:计算所得的加速度、位移过程曲线与试验结果吻合较好。
该模型可分析在静力与动力作用下岩体的大变形失稳过程。
关键词 离散元;刚体动力学;岩体稳定分类号 TV35离散单元法是一种适用于不连续岩体稳定分析的数值方法[1,2],已经应用于岩土、矿山、地下工程等方面。
离散单元法的最大特点是允许单元之间的相对运动,不需要满足位移连续和变形协调条件,因此它可以模拟系统的大变形以及系统的破坏过程。
与二维离散单元法相比,三维离散单元法的重点在于岩体自动剖分及接触关系检测与动力学模型的建立。
目前,二维离散元模型已在我国岩石力学工程中得到了一定的应用,但三维离散元方法在国内未见到应用实例。
本文建立的三维刚性体离散元模型对多面体岩块进行了角边修圆,能较好地确定单元接触作用的方向。
用中心差分的动力松弛法求解静力问题,使得动静力分析统一在一个模型之中。
1 模 型1.1 凸多面体接触关系分类及角边修圆处理在三维离散单元中,块体之间的接触关系可分为角面、角边、角角、边边、边面、面面6种接触模式,其中以角面、角边、角角、边边接触为4种基本模式。
而边面接触可以分解为边边或角面接触或两者之和。
离散单元法在岩体力学中的应用
离散单元法在岩体力学中的应用摘要：岩体是一种地质材料，岩体的力学性质具有各向异性，高度非均质，不连续性等特点。
为了解决工程中遇到的岩体力学问题，数值模拟是岩体力学中常用的手段。
由于岩体中存在大量节理面，基于非连续介质理论的离散单元法更加适合于岩体力学。
本文主要介绍了离散元法块体元的基本原理，以及其在岩石力学中应用范围和应用过程中的典型问题。
最后，提出一些个人见解。
关键词：离散元，非连续介质，岩体力学，数值模拟一．引言当前，我国正处在一个基础建设的繁盛时期，在水利水电，核电，矿山，隧道，地下工程等各领域都会遇到地质环境复杂的岩石力学问题。
为了解决工程中遇到的问题，对于岩体的力学性质有一个较为准确的把握，数值模拟是一个广泛应用的方法。
岩土力学中常用的数值计算方法可以分为两大类。
一类基于连续介质的理论。
如有限元方法，有限差分法，边界元法等。
特别是有限元和有限差分法，应用极为广泛。
连续介质方法对于处理断层、节理、裂隙这样的不连续结构面具有一定的局限性，只能处理为数不多的不连续结构面，例如，在有限元中，岩体中的节理被看作是特殊的节理单元[2]；在有限差分中，岩体中的节理被看作滑移面；在有限元与边界元的耦合中，岩体中的节理被看作是边界面单元。
在这些方法中，对于节理的处理都是小数量、小位移的，因此，对多结构面的不连续介质不适合用连续介质方法模拟，而应采用非连续介质方法进行模拟。
于是离散单元法应运而生。
离散单元法是Cundall 于1971年提出的[3]。
该法将结构面切割的岩体视为复杂的块体的集合体，允许各个块体平移或者转动，甚至相互分离。
离散元法以受裂缝切割或分立的块体为出发点，块和块之间的相互作用在角和面上有接触，角点可以有较大的位移。
在某些情况下如滑坡或冒顶时，岩块可以滑动甚至脱离母体而自由下落。
二．离散单元法原理介绍离散元法的单元从几何形状上分类可分为块体元和颗粒元两大类,本文主要介绍块体元在岩石力学中的应用。
第六章 离散单元法20131017修正
中国地质大学(武汉)工程学院工岩系 2013年5月
1.离散单元法介绍
岩土工程数值计算总体上可以分为两大类:一类是 基于连续介质力学理论的方法，如有限元法(FEM)和快 速拉格朗日法 (FLAC(1tasea，2002))等;另一类是不连 续介质力学的方法，如离散元法 UDEC(1tasca，2000)、 3DEC(Itasea，1998)、PFC(Itasea，2002)和块体理论 DDA(石根华，1988)等。 所谓离散，并不是主观上要求把连续材料离散化， 成为散体集合体。而是在连续介质力学方法基础上， 引入接触（contact）的概念，把接触作为连续体（完 整岩块block）之间的边界，采用连续力学方法描述连 续体、采用非连续力学方法描述接触的力学行为。简 单的说，即是认为介质是由连续的块体和非连续的结 构面组成的集合体，它们各自服从不同的连续与不连 续力学理论，共同控制岩体的基本特性。
UDEC块体本构模型
模 型 代表性材料 空 洞 应用实例 钻 孔、开 挖、待回填的空区等 荷载低于极限强度的人造材料（即钢铁），安全 系数计算 开挖模型 弹性模型
均质、各向同性、连续、线性
D－P塑性模型 M－C塑性模型
低摩擦角软粘土，应用范围有限
与有限元程序比较的通用模型
松散和粘结颗粒材料，土、岩石和 一般土或岩石力学问题（即边坡稳定性和地下 混凝土 开挖）
4 . UDEC基本运动方程解法
UDEC solves the full dynamic equations of motion even for quasi-static problems. This has advantages for problems that involve physical instability, such as collapse. To model the “static” response of a system, a relaxation scheme is used in which damping absorbs kinetic energy. This approach can model collapse problems in a more realistic and efficient manner than other schemes, e.g., matrix-solution methods.
离散元法在岩土工程中的应用
离散元法在岩土工程中的应用作者：贾书耀张红忠郭超赵栋来源：《西部论丛》2018年第10期摘要：离散单元法是基于不连续性假设的方法，适合求解岩体的不连续性问题，本文就岩体的连续性，离散单元的发展历史和基本原理，以及在岩土工程中的应用给出综述。
关键词：离散单元基本原理不连续数值模拟0 引言岩体是经历过变形，遭受过破坏，具有一定岩石的成分和结构，并赋存于一地质环境中的地质。
在传统研究岩体力学的方法中，通常是将岩体看做连续介质，进而用弹塑性力学的方法进行分析和计算。
但是，在处理存在节理的岩体变形问题时，发现将岩体看做连续介质始终不能符合实际情况。
因此，有学者提出了能够模拟不连续介质的离散单元法。
离散单元法是指将所研究的区域块体划分成一个个互相分离的凸多边形块体单元，各单元之间的连接可以是角角接触，角边接触，角面接触，边边接触，边面接触或者是面面接触，而且随着单元的平动，转动或者变形，允许调整各个单元之间的接触关系。
最终，块体单元可以达到静态平衡或者动态平衡。
1 离散单元法的历史及发展离散单元法的概念最先是由Cundall于1971年提出，主要用于求解节理和块体问题的准静力和动态解。
基于此理论，1978年Cundall和Strack研发出了用于模拟平面颗粒介质的球形单元计算程序 BALL，模拟结果比较符合实测结果，证明了离散单元法对不连续介质本构关系的适用性。
1983年Dowding又进一步提出了边-边（面-面）接触模型，该模型认为单元发生边-角模型接触后也可以分离，且不需要在每个时步内检索单元的接触关系。
1988年Gilbert 研发出了面面接触模型，并给出了基于空间立体单元的基本方程和算法。
同年，Cundall发表了三维离散单元法的基本理论，对块体间的接触判断算法做了详细的论述。
随后日本学者 Kawai 等人基于固体力学提出了新的离散模型，块体为刚性单元，相互之间用弹簧单元链接，可以模拟二维和三维条件下不连续面附近的弹塑性应力场分布。
离散元方法（DEM）简介
离散元方法（DEM）简介离散单元法（Discrete Element Method， DEM）是由美国学者Cundall P. A. 教授在1971年基于分子动力学原理首次提出的一种颗粒离散体物料分析方法，该方法最早应用于岩石力学问题的分析，后逐渐应用于散状物料和粉体工程领域。
由于散状物料通常表现出复杂的运动行为和力学行为，这些行为难以直接使用现有基本理论，尤其是基于连续介质理论的方法来解释，而进行实验研究则成本高、周期长，因此DEM仿真技术的应用将会越来越广。
基本原理：离散元法是专门用来解决不连续介质问题的数值模拟方法。
该方法把节理岩体视为由离散的岩块和岩块间的节理面所组成,允许岩块平移、转动和变形,而节理面可被压缩、分离或滑动。
因此,岩体被看作一种不连续的离散介质。
其内部可存在大位移、旋转和滑动乃至块体的分离,从而可以较真实地模拟节理岩体中的非线性大变形特征。
离散元法的一般求解过程为:将求解空间离散为离散元单元阵,并根据实际问题用合理的连接元件将相邻两单元连接起来;单元间相对位移是基本变量,由力与相对位移的关系可得到两单元间法向和切向的作用力;对单元在各个方向上与其它单元间的作用力以及其它物理场对单元作用所引起的外力求合力和合力矩,根据牛顿运动第二定律可以求得单元的加速度;对其进行时间积分,进而得到单元的速度和位移。
从而得到所有单元在任意时刻的速度、加速度、角速度、线位移和转角等物理量。
该方法是继有限元法、计算流体力学（CFD）之后，用于分析物质系统动力学问题的又一种强有力的数值计算方法。
离散单元法通过建立固体颗粒体系的参数化模型，进行颗粒行为模拟和分析，为解决众多涉及颗粒、结构、流体与电磁及其耦合等综合问题提供了一个平台，已成为过程分析、设计优化和产品研发的一种强有力的工具。
目前DEM在工业领域的应用逐渐成熟，并已从散体力学的研究、岩土工程和地质工程等工程应用拓展至工业过程与工业产品的设计与研发的领域，在诸多工业领域取得了重要成果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
离散单元法在岩体力学中的应用摘要：岩体是一种地质材料，岩体的力学性质具有各向异性，高度非均质，不连续性等特点。
为了解决工程中遇到的岩体力学问题，数值模拟是岩体力学中常用的手段。
由于岩体中存在大量节理面，基于非连续介质理论的离散单元法更加适合于岩体力学。
本文主要介绍了离散元法块体元的基本原理，以及其在岩石力学中应用范围和应用过程中的典型问题。
最后，提出一些个人见解。
关键词：离散元，非连续介质，岩体力学，数值模拟一．引言当前，我国正处在一个基础建设的繁盛时期，在水利水电，核电，矿山，隧道，地下工程等各领域都会遇到地质环境复杂的岩石力学问题。
为了解决工程中遇到的问题，对于岩体的力学性质有一个较为准确的把握，数值模拟是一个广泛应用的方法。
岩土力学中常用的数值计算方法可以分为两大类。
一类基于连续介质的理论。
如有限元方法，有限差分法，边界元法等。
特别是有限元和有限差分法，应用极为广泛。
连续介质方法对于处理断层、节理、裂隙这样的不连续结构面具有一定的局限性，只能处理为数不多的不连续结构面，例如，在有限元中，岩体中的节理被看作是特殊的节理单元[2]；在有限差分中，岩体中的节理被看作滑移面；在有限元与边界元的耦合中，岩体中的节理被看作是边界面单元。
在这些方法中，对于节理的处理都是小数量、小位移的，因此，对多结构面的不连续介质不适合用连续介质方法模拟，而应采用非连续介质方法进行模拟。
于是离散单元法应运而生。
离散单元法是Cundall 于1971年提出的[3]。
该法将结构面切割的岩体视为复杂的块体的集合体，允许各个块体平移或者转动，甚至相互分离。
离散元法以受裂缝切割或分立的块体为出发点，块和块之间的相互作用在角和面上有接触，角点可以有较大的位移。
在某些情况下如滑坡或冒顶时，岩块可以滑动甚至脱离母体而自由下落。
二．离散单元法原理介绍离散元法的单元从几何形状上分类可分为块体元和颗粒元两大类,本文主要介绍块体元在岩石力学中的应用。
1.基本原理；它的基本原理是牛顿第二定律，其基本思想是将岩体看成是由断层、节理、裂隙等结构面切割而成的一个个刚性或者可变形块体，块体与块体之间通过角、面或者边进行接触，块体可以平移、转动或者变形，节理面可以被压缩、分离、滑动，所有块体镶嵌排列，在某一时刻当给定块体一个外力或者边界位移约束，各个块体在外界的干扰下就会产生力和力矩的作用，由牛顿第二定律可以得到各个块体的加速度，然后对时间进行积分，就可以依次求出块体的速度、位移，最后得到块体的变形量，块体在位移矢量的方向会发生调整，这样又会产生力和力矩的作用，如此循环，直到所有块体达到一种平衡状态或者处于某种运动状态之下。
因此，离散单元法比较适合于模拟节理系统在准静态或者动态下的变形过程。
2.基本方程[4]：从力学分析角度上离散元对三大定律的满足上与有限元方法不同。
从平衡方程上看，离散元采用牛顿第二定律来控制，按围绕各刚性块体形心的力平衡和力矩平衡来满足。
a.运动方程：每一个单元在任意时刻都应当满足牛顿第二定律b.本构方程：从材料本构关系上看，离散元法避开了复杂的本构关系推导，采用在刚性块体间设置不同种类弹簧和阻尼法向刚度和阻尼、切向刚度和阻尼来反映材料的应力-位移关系。
c.几何方程：相对于有限元，从几何方程上看，各刚性块体间不再位移连续，而是允许大变形和断裂分开，可以模拟岩体不连续结构面的滑移与开裂。
其位移联系为刚性块体间各接触点的相对速度关系。
在块体离散元中，假设块体为刚体，这样单元间法向和切向的相对位移的大小就反映了材料的变形和相互作用，这反映了材料在发生变形情况下的几何关系。
岩体应力水平较低的情况下，这种假设是合理的。
上述的运动方程、本构方程以及几何方程构成了离散元法的基本方程。
对于材料的塑性和破坏可以通过单元间连接元件进行模拟, 即可以用单元间弹簧的断裂来模拟材料的局部破坏或通过限制弹簧的变形和改变弹簧刚度来模拟材料的塑性行为[4]。
三．适用范围归纳起来，离散单元法适用于节理岩体的应力分析，其适用范围为[1]：采矿工程、露天和地下的开挖设计、地震工程、隧道工程、地下核废料处理系统四．发展趋势离散单元计算方法仍属于“发展中”方法，该方法在工程中应用远不如有限单元法等方法广泛。
从前面所述典型问题可以看出，离散单元法若想在岩体力学中推广应用，还有很多问题需要解决。
1.离散元理论的研究从总体上来看,利用离散元法计算工程问题的应用文章占绝大多数, 而研究离散元法的理论和算法的文章却很少。
而离散元法自它诞生的那天起就带有缺乏理论严密性的先天不足。
有人说离散元法是经验计算。
理论基础的欠缺在块体元模型中尤为明显, 运动、受力、变形这三大要素都有假设或者简化[4]。
离散元理论和算法有待于进一步研究。
接触力学模型与块体力学计算结果有直接联系，在离散元中，块体之间的接触是通过弹簧来实现的.目前广泛采用的弹簧方法还不能满足计算精度的要求，且人为因素多。
建立更切合实际、人为干扰因素少或没有的接触力学模型也是今后研究的一个重要内容。
节理的确定也是经过统计分析处理的，这也是不真实的，在这些假定前提下，模拟的结果有可能偏离实际很大，因此，如何合理地确定离散元中相关参数，如何尽可能地反应真实节理在岩体中的位置和作用，这些都需要理论上的完善。
加强离散元相关理论的研究，可以保持其在模拟散体介质整体力学行为和力学演化方面的优势，可以有效地反应模拟介质地应力和应变状态，使其建立的模型满足几何、物理、受力和过程仿真的原则。
另外，还应加强数值模拟结果与试验结果的比较。
从中寻找离散元方法的不足，对其有针对性地进行改进。
2.与其它数值方法的耦合有限元法、边界元法等数值方法基于连续性假设适合于解决连续介质问题, 而离散单元法适合于界面弱连接的非连续介质问题或连续体到非连续体转化的材料损伤破坏问题。
因此, 如果能将离散元法与有限单元法和边界单元法等有机地结合起来, 便能充分发挥各自的长处, 可以极大地扩大该数值方法的范围。
对于离散元和有限元等其他数值方法的耦合计算问题，已经有很多人进行了研究探索。
离散元能否与其他数值方法如无网格方法等新兴算法进行耦合也是一个有价值的尝试。
3.多相多场耦合随着浅部资源的逐渐减少和枯竭,矿产资源地下开采的深度越来越大。
同时,地下工程建设如复杂地质条件下的核废物料堆放、地下水电站、地下厂房等的建设及深部丰富地热资源的开发利用,迫切需要展开对深部岩体力学问题的研究。
由于深部岩体多处于高地应力、高温度和高渗透压即多场、多相介质耦合作用,因此,深部多相介质、多场耦合作用及其灾害发生机理与防治成为当前研究的重点之一。
由于该问题的复杂性和非线性,有学者认为离散元法将成为解决深部复杂节理岩体中多相多场耦合作用问题的一种有效工具。
五．存在问题1.在块体离散元中，依据节理、断层等结构面将岩体切割成单元。
要想真实反映岩体的地质特征，就要有详细的统计资料（节理的走向、倾向、倾角、间距等），然而实际中要详细的统计这些地质资料，工作量是巨大的。
实际中对节理几何信息的简化处理，可能导致误差。
这是一个问题。
2.在离散元中，对于块体有不同的假设方法。
1种方法是把结构面切割的块体处理成刚体，变形和破坏只沿结构面发生；还有方法把块体假设为可变形体，岩块、结构面同时可以发生不连续的变形和破坏。
具体选择应视所面对的问题而定。
比如如果研究对象是地表或近地表工程的块体稳定问题，在坚硬岩石条件下，如果岩石的变形相对结构面的变形可以忽略，块体可以处理成刚体，就没有必要太多地考究块体的力学参数，重点应该分析结构面的变形和强度特征。
而若是在高地应力条件下，岩块变形不能忽视，再假设岩块为刚体就有问题了。
3.无论是离散单元法，还是有限元，边界元，有限差分都是很好的工具。
针对不同的情况，要选择不同的工具。
比如，假如受小型结构面切割的大面积块体可以处理成连续介质，岩块的变形处于主要地位，结构面的变形处于次要地位，就可以应用有限元方法来模拟。
在岩土力学中，应用数值方法计算十分普遍。
然而在实际工程中，数值模拟的结果指导工程实践的作用还很有限，很多情况下，还是依靠工程人员的经验来解决工程问题。
究其原因，往往问题不在数值方法本身。
岩体参数的合理选择是很大的问题。
参考文献：王永嘉，邢纪波. 离散单元法同拉格朗日元法及其在岩石力学中的应用[J].岩土力学，1995,162:1-13.Goodman R. E, Taylor R. L, Brekke T. A. A mode of the mechanics of jointed rock[J]. J. Soil Mech. Div., ASCE,1968, 94:637―659.王泳嘉,刑纪波. 离散单元法及其在岩土力学中的应用[M]. 沈阳: 东北工学院出版社, 1991.刘凯欣，高凌天.离散元法研究的评述. 力学进展. 2003，334:483-490.朱焕春, Brummer R, Andrieux P. 节理岩体数值计算方法及其应用一：方法与讨论[J]. 岩石力学与工程学报,2004, 2320：3 444―3 449.朱焕春, 陈文理. 生成节理随机数的直接法[J]. 武汉水利电力大学学报, 1997, 302: 10―12.王涛, 朱焕春, 李浩, 等. 论生成节理随机数的直接法[J]. 岩石力学与工程学报, 2002, 214: 489―492.王涛, 盛谦, 陈晓玲. 基于直接法节理网络模拟的三维离散单元法计算[J]. 岩石力学与工程学报. 2005, 2410: 1 649―1 653.陈文胜，王桂尧，刘辉，郑榕明.岩石力学离散单元计算方法中的若干问题探讨[J].岩石力学与工程学报,2005,2410:1639-1644.罗海宁, 焦玉勇. 对三维离散单元法中块体接触判断算法的改进[J]. 岩土力学, 1999, 202: 37―40.。