基于ABAQUS建立土体本构模型库的研究(5)

发布时间:2021-06-11

第2期 司海宝等:基于ABAQUS建立土体本构模型库的研究 603

3的南水模型很好地反映了土体的非线性、剪胀性等特性,与该粗粒土拟合程度较高。砂土模型虽很好地反映土体的软化特性,但在拟合εv-εa中,拟合程度较差,见图5。这也从一个侧面反映,只有建立更广泛的土体本构模型库,针对不同的土体采用不同的土体本构模型,才能保证数值计算结果更真实、更可靠、更贴近实际工程。

ineering, 1986, (4): 1-14.

[6] LI X S. A sand model with state-dependent dilatancy[J].

Geotechnique, 2000, 50(4): 449-460.

[7] 郑颖人, 沈珠江, 龚晓南. 岩土塑性力学原理[M]. 北

京: 中国建筑工业出版社, 2002.

[8] 范庆来, 栾茂田, 杨庆, 等. 修正剑桥模型的隐式积分

算法在 ABAQUS中的数值实施[J]. 岩土力学, 2008, 29(1): 269-273.

FAN Qing-lai, LUAN Mao-tian, YANG Qing, et al. Numerical implement- tation of implicit integration algorithm for modified Cam-clay model in ABAQUS[J]. Rock and Soil Mechanics, 2008, 29(1): 269-273. [9] 徐远杰, 王观琪, 李健, 等. 在ABAQUS中开发实现

Duncan-Chang本构模型[J]. 岩土力学, 2004, 25(7): 1032-1036.

XU Yuan-jie, WANG Guan-qi, LI Jian, et al. Development and implementation of Duncan-Chang constitutive model in ABAQUS[J]. Rock and Soil Mechanics, 2004, 25(7): 1032-1036.

[10] 岑威钧, 朱岳明. 基于ABAQUS 的土石料本构模型二

次开发及其应用[J]. 水利水电科技进展, 2005, 25(6): 78-81.

CEN Wei-jun, ZHU Yue-ming. Development and implementation of Duncan-Chang constitutive model in ABAQUS[J]. Advances in Science and Technology of Water Resources, 2005, 25(6): 78-81.

[11] CARTER J P, BOOKER J R, WROTH C P. A critical

state soil model for cyclic loading[C]//Soil Mechanics- Transient and Cyclic Loads. London: John Wiley and Son, 1982: 219-252.

[12] HSIEH H S, KAVAZANJIAN E, BORJA R I.

Doubleyield-surface Cam-clay plasticity model I: Theory[J]. Journal of Geotechnical Engineering, American Society of Civil Engineering, 1990, 116(9): 1381-1401.

[13] SHENG D, SLOAN S W, YU H S. Aspects of finite

element implementation of critical state models[J]. Computational Mechanics, 2000, 26: 185-196.

5 结 论

(1)在土木工程数值计算中,土体本构的选取决定了整个计算过程的正确与否。建立广泛的土体本构模型库,针对不同土体,选用不同本构模型,使得数值计算更具有针对性。

(2)采用FORTRAN语言,基于广义中心积分算法,编写了Duncan-Chang模型、南水双屈服面模型和基于状态相关砂土模型子程序,计算结果显示子程序具有较高的计算精度和较快收敛速度。

(3)ABAQUS作为大型通用的非线性处理平台,借助其强大的非线性计算和前后处理能力,通过二次开发,建立更广泛的土体本构模型,不仅使得数值模拟结果更真实,更贴近工程实际,也减少了程序开发和维护的成本,而且统一的计算处理平台,使得计算结果更具有可比性、公正性和可信度,这也是土木工程数值计算的发展方向之一。

参 考 文 献

[1] 钱家欢, 殷宗泽. 土工原理与计算[M]. 北京: 中国水

利水电出版社, 1996: 387-395.

[2] Hibbitte Karlsson, Sorenson. ABAQUS/Standard user’s

manual[S]. U. S. A.: [s. n.], 2002.

[3] SIMO J C, TAYLOR R L. Consistent tangent operator for

rate-independent elastoplasticity[J]. Computers Methods in Applied Mechanics and Engineering, 1985, 48: 101-118.

[4] DUNCAN J M, ZHANG C Y. Nonlinear analysis of

stress and strain in soils[J]. Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, 1970, 96(SM5): 1629-1653.

[5] 沈珠江. 考虑剪胀性的土和石料的非线性应力应变模

式[J]. 水利水运科学研究, 1986, (4): 1-14.

SHEN Zhu-jiang. A nonlinear dilatant stress-strain model for soils and rock materials[J]. Hydro Science and Eng-

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