2.1 RFPA軟件概述

真實破裂過程分析（Realistic Failure Process Analysis）〔簡稱：RFPA〕，RFPA軟件是基于RFPA方法（即真實破裂過程分析方法）研發的一個能夠模擬材料漸進破壞的數值試驗工具。其計算方法基于有限元理論和統計損傷理論，該方法考慮了材料性質的非均性、缺陷分布的隨機性，并把這種材料性質的統計分布假設結合到數值計算方法（有限元法）中，對滿足給定強度準則的單元進行破壞處理，從而使得非均勻性材料破壞過程的數值模擬得以實現。因RFPA軟件獨特的計算分析方法，使其能解決巖土工程中多數模擬軟件無法解決的問題。

2.2　RFPA軟件基本原理

1）基于彈性損傷理論，RFPA是一個以彈性力學為應力分析工具、以彈性損傷理論及其修正后的Coulomb破壞準則為介質變形和破壞分析模塊的真實破裂過程分析系統。其基本思路是：

材料介質模型離散化成由細觀基元組成的數值模型，材料介質在細觀上是各向同性的彈-脆性或脆-塑性介質；

假定離散化后的細觀基元的力學性質服從某種統計分布規律（如weibull分布），由此建立細觀與宏觀介質力學性能的聯系；

按彈性力學中的基元線彈性應力、應變求解方法，分析模型的應力、應變狀態。RFPA利用線彈性有限元方法作為應力求解器；

引入適當的基元破壞準則（相變準則）和損傷規律，基元的相變臨界點用修正的Coulomb準則；

基元的力學性質隨演化的發展是不可逆的；

基元相變前后均為線彈性體；

材料介質的裂紋擴展是一個準靜態過程，忽略因快速擴展引起的慣性力的影響。

2）網格劃分

RFPA選取等面積四節點的四邊形單元剖分計算對象。為了使問題的解答足夠精確，RFPA方法要求模型中的單元足夠?。ㄏ鄬τ诤暧^介質），以能足夠精確的地反映介質的非均勻性。但它又必需足夠大（包含一定數量的礦物和膠結物顆粒，以及微裂隙、孔洞等細小缺陷），因為作為子系統的單元實際上仍是一個自由度很大的系統，它具有遠大于微觀尺度的細觀尺度。這以要求正是為了保證使剖分后的單元性質盡量接近基元性質。盡管這樣會增加計算量，但是問題的處理變得簡單，而且隨著計算機技術的高速發展，計算機瓶頸的影響將會逐漸消除。

由于模型中的基元數量足夠多，宏觀的力學行為，本質上是介質大量基元力學行為的集體效應。但是每個基元的個體行為對宏觀性能的影響卻是有限的。正如夏蒙棼（1995）所指出的：“對單個個體的力學性能作詳盡無遺的描述不僅不可能，而且也不必要，只需給出一個詳略得當的描述即可”。RFPA系統正是基于這種原則對基元的力學行為進行描述的。