下加載面修正劍橋模型在ABAQUS中的二次開發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、通用有限元軟件ABAQUS以其強(qiáng)大的非線性計(jì)算功能在巖土工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在其自帶的彈塑性模型中，修正劍橋模型通常用于描述正常固結(jié)土的力學(xué)特性，在理論上比較合理并且在工程上得到了應(yīng)用。然而，修正劍橋模型并不能合理描述超固結(jié)土體的力學(xué)特性。下加載面修正劍橋模型在理論上彌補(bǔ)了這一缺陷，它具有兩個(gè)屈服面，通過(guò)下加載面位置的變化反映超固結(jié)土的應(yīng)力應(yīng)變特性，可以彌補(bǔ)ABAQUS自帶本構(gòu)模型的不足。本文主要工作及研究?jī)?nèi)容如下：
　　1

2、、基于下加載面修正劍橋模型的基本理論，推導(dǎo)出其彈塑性本構(gòu)關(guān)系的表達(dá)式和二次開發(fā)所需的應(yīng)力應(yīng)變更新公式。利用ABAQUS提供的用戶材料子程序接口UMAT，采用FORTRAN語(yǔ)言和顯式的向前Euler積分算法針對(duì)下加載面修正劍橋模型開發(fā)出了子程序，擴(kuò)充了ABAQUS軟件的材料庫(kù)。
　　2、利用所編的UMAT子程序?qū)蝹€(gè)單元模型進(jìn)行不同增量加載步數(shù)的排水條件下的三軸壓縮測(cè)試，并與ABAQUS自帶的修正劍橋模型進(jìn)行對(duì)比，證明UMAT子程序

3、具有較高的精度和較好的穩(wěn)定性。應(yīng)用子程序?qū)蝹€(gè)單元模型模擬不同的圍壓和排水條件的三軸壓縮試驗(yàn)，并將結(jié)果與用FORTRAN編程計(jì)算得到的理論解進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明子程序能充分反映不同超固結(jié)比、不同排水條件下超固結(jié)土體的性質(zhì)，如應(yīng)變軟化和剪縮、剪脹等，說(shuō)明了子程序的適用性。
　　3、在ABAQUS中模擬超固結(jié)土的三軸壓縮試驗(yàn)和三軸加卸載試驗(yàn)，下加載面修正劍橋模型的UMAT子程序能更好地描述土體連續(xù)漸進(jìn)的變形過(guò)程，相比于修正劍橋模型有較大