地质体具有非连续、非均匀、流固耦合等特性，如油气开采、滑坡防治、核废料处理、地下水污染防治、地热工程等均与以上特性密切相关。
针对上述特性，地质体力学及应用课题组基于连续-非连续单元法(CDEM)，提出了一种可同时考虑固体变形、破裂、裂隙流和孔隙渗流的四场耦合力学模型。模型采用CDEM计算连续介质的变形和破裂，采用有限体积法(FVM)计算流场，其中孔隙渗流服从达西定律，裂隙流采用立方定律表示 (图1)。通过与KGD、Mandel-Cryer等理论解及实验现象的对比分析，验证了该模型的准确性。该力学模型具有以下特点(图2)：
（1）可以精确刻画流体在节理、断层等裂隙通道中的流动过程以及流体向岩土体内部的入渗过程；
（2）可以准确计算流体在节理、断层和岩土体内部的流体压力以及相应的固体应力、裂缝开度等；
（3）可以准确描述流体驱动下的地质体内部裂缝的萌生、扩展及交叉的动态过程。
论文以 “A novel three-dimensional hydraulic fracturing model based on continuum–discontinuum element method” 为题发表在国际力学权威期刊Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering上。
力学所博士研究生朱心广为第一作者，冯春副研究员为通讯作者。该工作得到科技部国家重点研发计划(No. 2018YFC1505504)项目的支持。
图1 四场耦合流程图
图2 流体驱动下的裂缝扩展示意图及流体压力曲线
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cma.2021.113887.
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