复杂受力条件下各类大型岩体工程的稳定性历来备受关注,无网格法作为数值分析的一大类方法,在描述工程结构体渐进破坏,模拟岩石材料的裂纹扩展方面具有优势,可用于判断工程的稳定性,是目前岩土工程数值分析方法领域的一个研究热点。本文基于学者对无网格算法的已有研究,提出应用于岩石工程领域的广义粒子动力学法(General Particle Dynamics,GPD法)。研究工作主要有以下几个方面:①提出适用于岩石类材料渐进破坏模拟的无网格GPD法。方法基于连续介质守恒方程,用威布尔统计学方法描述岩石不均质特点,采用岩石本构方程和岩石力学的参数,沿用无网格配点法中光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法的离散思想,引入岩石屈服准则等,使得GPD法能较好的模拟弹脆性岩石材料的裂纹扩展。②无网格GPD法作为动态数值模拟方法,用于准静态力学模型。基于岩石单轴压缩GPD模型,模拟二维和三维岩样中裂纹的扩展,同时考察岩样模型的应力场、应变场、破坏模式等,模拟结果与单轴压缩实验结论进行对比,考察GPD程序在准静态试验中的可靠性。③无网格GPD法用于简单边坡渐进破坏数值模拟。将强度折减法(Shear strength reduction method,SRM)融入GPD法,通过临界强度折减系数(Shear strength reduction factor,SRF)定义了配点型无网格算法中边坡的安全系数,用于评价岩质边坡的稳定性。④无网格GPD法用于混凝土抗滑桩加强型简单边坡渐进破坏的数值模拟。将抗滑桩加固边坡看做抗滑桩和岩质边坡两种材料耦合作用的模型,在GPD法中融入耦合边界条件和边界粒子作用方式,在无网格法自适应的特点下,可实现对抗滑桩加固岩质边坡稳定性的评价。⑤弹塑性GPD法的建立。将考虑剪胀性的弹塑性理论引入GPD法,同时将隧道模型简化为弹塑性圆形隧道模型,采用GPD法从塑性角度评估、描述围岩稳定性。⑥建立考虑动态特征的GPD法,并应用于岩爆模型。将适用岩石“高地应力+动态扰动”力学状态的含率效应的HJC强度模型引入GPD法,用于判断隧洞中岩石GPD粒子屈服,在含不同预置裂纹的圆形隧道模型中,实现GPD法对深部围岩岩爆的模拟。⑦以锦屏二级水电站隧道为研究背景,采用理论分析、GPD数值模拟方法对引水隧洞、辅助隧洞的稳定性进行了研究。通过GPD法对锦屏二级水电站隧道的力学场量、围岩渐进破坏、围岩坍塌等进行精细模拟,尝试GPD法用于预测工程岩爆发生的位置和强度。