本书聚焦强震山区高位岩质边坡灾变面临的关键科学技术问题，融合地质调查、人工智能、数理统计、室内试验、理论分析、数值模拟和程序开发等手段，通过岩石力学、工程地质、防灾减灾、地震工程、计算科学等多学科交叉，构建复杂岩体结构面智能识别-节理网络参数化建模-块体全空间数字重构技术体系，发展基于DDA的岩体结构地震动力响应和连续-非连续高效模拟方法，揭示典型高位岩质边坡灾变全过程的岩体结构控制效应和能量演化规律。

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2005年09月-2009年06月 四川大学 农业水利工程专业 学士学位 2009年09月-2014年06月 中国科学院大学 岩土工程 博士学位2014年07月-2016年11月 中国科学院武汉岩土力学研究所 助理研究员 2016年12月-2023年11月 中国科学院武汉岩土力学研究所 副研究员 2021年12月-至今 中国科学院武汉岩土力学研究所 团委书记 2023年12月-至今 中国科学院武汉岩土力学研究所 研究员岩土工程灾害模拟与风险数智化防控技术主持国家重点研发计划青年科学家项目1项、国家自然科学基金项目3项；负责中国建筑国际、铁四院、攀钢、云南交投等委托的工程项目10余项；发表SCI、EI收录论文80余篇，授权国家发明专利与软件著作权40余项；研究成果在交通、水电、矿山、建筑领域的“一带一路”、精准扶贫、震后抢险等国家重大工程中得到示范应用。作为执行主席组织了中国科协第377次青年科学家论坛等学术活动，并多次在国际与国内会议作学术报告。中国岩石力学与工程学会地面岩石工程专委会秘书长、常务委员； 中国岩石力学与工程学会岩土体非连续变形分析专委会委员； 湖北省力学学会理事、武汉力学学会理事； 《工程科学与技术》、《Rock Mechanics Bulletin》、《地质科技通报》青年编委

目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 2
1.2 研究进展 3
1.2.1 岩体结构面获取方法 3
1.2.2 复杂岩体三维重构技术 6
1.2.3 岩体突变过程模拟方法 9
1.2.4 岩质边坡突变机制 13
1.3 主要内容 15
第2章 山区高位岩体结构面智能识别与信息自动提取技术 17
2.1 基于无人机遥感技术的高位岩体非接触式测量 18
2.1.1 无人机仿地飞行技术 18
2.1.2 三维实景模型重构 19
2.1.3 三维激光点云解译 21
2.2 基于三维点云数据的高位危岩体特征分析 25
2.2.1 地质灾害源区识别 25
2.2.2 高位危岩体识别 26
2.3 岩体结构面智能识别与信息自动提取 26
2.3.1 DBSCAN 26
2.3.2 结构面智能识别方法流程 27
2.3.3 结构面产状自动计算 28
2.4 方法验证 29
2.4.1 六面体算例 30
2.4.2 八棱柱算例 32
2.5 工程应用 35
2.5.1 典型强震山区高位危岩体 35
2.5.2 典型露天矿山高陡边坡 47
第3章 基于矩形节理网络的复杂岩体结构三维数字重构方法 55
3.1 基于矩形假设的节理模型等效性证明 56
3.2 基于矩形模型的三维节理网络生成方法 58
3.2.1 链式拼接算法 58
3.2.2 边界节理处理算法 60
3.2.3 分割-拼接算法 62
3.3 基于计算几何和组合拓扑学的岩体结构重构方法 63
3.3.1 复杂块体的拓扑关系 63
3.3.2 三维空间的点线关系 64
3.3.3 平面的闭合回路分析 65
3.3.4 岩体结构全空间识别 66
3.4 验证与应用 67
3.4.1 链式拼接算法验证 67
3.4.2 分割-拼接算法验证 69
3.4.3 对几何REV尺寸的讨论 71
3.4.4 三维复杂块体系统建模验证 73
第4章 非连续变形分析方法的基本理论与程序改进 77
4.1 基于Newmark法的块体系统运动方程 78
4.2 DDA方法的接触检索算法 79
4.2.1 二维接触检索算法 79
4.2.2 三维接触检索算法 81
4.3 DDA方法的刚度子矩阵 83
4.3.1 固定点子矩阵 83
4.3.2 弹性刚度子矩阵 84
4.3.3 初始应力子矩阵 85
4.3.4 荷载子矩阵 85
4.3.5 摩擦力子矩阵 85
4.3.6 法向弹簧子矩阵 86
4.3.7 切向弹簧子矩阵 87
4.4 DDA程序的一些改进 88
4.4.1 接触阻尼 88
4.4.2 岩体开挖算法 90
4.4.3 显式求解算法 92
第5章 岩体结构地震动力响应的非连续变形分析方法 95
5.1 DDA方法中的动力人工边界 96
5.1.1 两种局部无反射边界 96
5.1.2 精确边界模拟 100
5.2 DDA方法中的地震输入方法 104
5.2.1 地震波的前处理 104
5.2.2 DDA方法中的地震波输入方式 108
5.2.3 算例分析 111
5.2.4 岩体工程的地震输入方法与边界设置 115
第6章 基于地震DDA的不利地质结构中应力波传播规律 119
6.1 地震DDA方法的阻尼取值 120
6.1.1 DDA方法中的黏性阻尼 120
6.1.2 DDA方法中的数值阻尼 123
6.1.3 黏性阻尼与数值阻尼共同作用分析 134
6.2 地震DDA方法的单元取值 139
6.2.1 波动传播数值模拟的单元尺寸取值 139
6.2.2 块体单元尺寸的取值 139
6.3 不利地质结构中应力波传播规律的理论 142
6.3.1 节理岩体中应力波传播规律 142
6.3.2 波在层状岩体中的传播特性 144
6.4 基于DDA方法的不利地质结构中应力波传播规律 145
6.4.1 节理岩体中应力波传播规律 146
6.4.2 层状岩体中应力波传播规律 153
第7章 岩质边坡灾变全过程的三维连续-非连续模拟方法 155
7.1 主要问题 156
7.2 黏聚区模型 157
7.3 破裂算法 159
7.4 黏聚区模型算例验证 161
7.4.1 等效连续体模型验证 161
7.4.2 非连续模型验证 165
7.5 算法验证 168
7.5.1 室内试验 168
7.5.2 单轴压缩测试 169
7.5.3 巴西劈裂测试 172
第8章 连续-非连续模拟方法的高效并行分析策略 175
8.1 三维DDA方法的耗时分析 176
8.2 全阶段OpenMP并行策略 176
8.2.1 接触检索的并行 177
8.2.2 刚度矩阵组装的并行 178
8.2.3 方程组求解的并行 178
8.2.4 接触后判断的并行 179
8.3 OpenMP并行计算效率 179
8.4 块体自适应激活算法 180
8.4.1 块体单元分类 180
8.4.2 接触继承算法 182
8.5 算例分析 183
8.5.1 等效连续体算例 183
8.5.2 巴西劈裂算例 185
8.5.3 大规模块体冲击算例 190
第9章 金沙江上游典型高位岩质边坡灾变过程推演 195
9.1 金沙江上游地质灾害发育规律 196
9.1.1 研究区域概况 196
9.1.2 滑坡灾害发育规律 197
9.2 高位危岩体崩塌失稳全过程 198
9.2.1 色拉高位危岩体概述 198
9.2.2 仿真模型建立 200
9.2.3 不同工况的灾变过程推演 202
9.2.4 危岩体堆积特征分析 208
9.3 大型高位岩质滑坡全过程 209
9.3.1 汪布顶滑坡概述 209
9.3.2 仿真模型构建 211
9.3.3 灾变全过程模拟推演 214
参考文献 222