接觸作用一直是巖體結構面的主要力學行為，結構面的破壞是引起巖體破壞的最主要因素。在接觸問題的研究中，網格的劃分以及網格的畸形影響計算結果的精確度。隨著近十年計算機技術和數值方法的發展。虛單元法的出現為研究者們提供了一種新的思路。

　　針對這一問題，中國科學院武漢巖土力學研究所計算巖石力學組首次采用虛單元法對于含節理大壩中的接觸問題進行了模擬。與傳統的數值方法相比，虛單元法不需要對形函數進行顯示的表達，計算高效及處理網格靈活，構造精度可達任意階數，能克服復雜性的塊石幾何形狀帶來的畸形網格問題，適用于任意復雜的單元形狀?；谔搯卧ǖ膬烖c，推導了虛單元法在不同接觸狀態下的剛度矩陣。

　　為了驗證虛單元法求解接觸問題的準確性，首先算例驗證了虛單元法對于網格扭曲度敏感性，隨后通過一系列的數值算例驗證了虛單元法求解接觸問題的可行性（圖1），最后通過含節理大壩的模擬，說明了節理對于大壩穩定性有重要的影響（圖2）。

　　相關研究成果以“The Virtual Element Method for the Dam Foundation With Joint”為題，發表在Frontiers in Earth Science。研究工作獲得了國家自然科學基金面上項目（11972043）的資助。

　　論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2022.875561/full

圖1 　均勻壓縮下的水平接觸界面模擬(大主應力云圖)

圖2   帶節理的混泥土大壩 (x方向位移云圖)