基于ABAQUS土体数值分析的本构模型.pdf

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1、低温建筑技术2010年第2期(总第140期)·冻土与地基基础·基于ABAQUS土体数值分析的本构模型刘世涛，程培峰(东北林业大学土木工程学院。哈尔滨150040)【摘要】为了提高ABAQUS软件分析土体的准确性，对软件中运用的弹塑性本构模型Drucker—Prager和修正剑桥两种模型的特点和应用的参数进行了分析。结果表明弹塑性本构模型Drucker—Prar与修正剑桥模型的适用范围、条件以及参数的选取各不相同。Drucker—Prager适用于砂土等粒状材料，修正的剑桥模型适合于正常固结粘土和弱固结粘土。【关键词】ABAQUS；本构模型；D

2、rucker—PIa模型；修正剑桥模型【中图分类号】TU431【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)02—0090—03BASEDONABAQUSFORNUMERICALANALYSISOFSOILCONSTITUTIVEMODELLIUShi—tao，CHENGPei·feng(SchoolofCivilEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin150040，China)Abstract：ForimprovingtheaccuracyofABAQUSsoftwareana

3、lysisofsoil，weusethesoftwareintheelastic—plasticconstitutivemodelDrucker-PragerandmodifiedCambridgemode，andtheapplicationofthepa—rametersofthetwomodelsWasanalyzed．'Iheresultsshowthatelastic—plasticDrucker—PragerconstitutivemodelwiththemodifiedCambridgemodelscopeofconditions

4、andtheselectionofparametersvaried．Drucker-Pragerappliestosandandothergranularmaterials，whilethemodifiedcaln-claymodelissuitablefornormalconsolidationofclayandweakclay．Keywords：ABAQUS；constitutivemodel；Drucker-Pragermodel；modifiedCambridgemode0引言不是圆形的，在主应力空间为一圆锥面(见图1)，屈服土的本构

5、关系是指土在外力作用或外界影响因面在子午面上包括线性模型、双曲线模型和指数模素变化情况下所表现出来的性状的定量关系，例如应型HJ。扩展的Drucker—Prage模型具有如下特点：①用力一应变关系、温度一应变关系等，其数学表达式即来模拟土、岩石等摩擦材料，，这些材料的屈服与围压为本构模型。在传统的道路工程分析方法中，材料模有关，围压越大，材料的强度越高；②允许材料各向同型一般采用线弹性模型，由于线弹性模型中没有定义性硬化或软化；③考虑了材料的剪胀性；④可以模拟材料的黏性和塑性部分，因而无法处理软土地基的沉蠕变功能以描述材料的长期非弹性变形；⑤

6、可用来模降、桥台地基的沉降等系列工程问题。ABAQUS是一拟单调加载下材料的力学行为。因此，模型适合于砂套功能强大的工程模拟有限元软件，其解决问题的范土等粒状材料的不相关流动的模拟。围从相对简单的线性分析到复杂的非线性问题，并可1．2模型屈服准则以模拟任意几何形状的单元库。ABAQUS拥有丰富的Drucker—Prager模型的屈服准则取决于屈服面在岩土相关的本构模型，如Elasticity、Mohr—Coulomb模子午面中的形状。在ABAQUS／Standard中，屈服面可以型、Drucker—P~ger模型、修正剑桥模型(Claypla

7、stici—为线性、双曲线或者一般指数函数形式；而在ABAQUS／ty)、ModifiedCap模型以及CoupledCreepandcapplastici—Explicit中，只能使用线性模型。ty模型，可以考虑固结、渗流、稳定、温度、地震分析等线性Drucker—Prager模型的屈服准则方程为：众多问题。F=t—ptanfl—d=0(1)1Dmcker一模型式中，t为偏应力参数；口为材料的摩擦角；d为材1．1模型简介ABAQUS对经典的Drucker—Pi~ge模型进行了扩料的粘聚力，值与输入的硬化参数有关，当硬化参展，扩展的Druck

8、er—Prage模型的屈服面在，r平面上数由单轴压缩试验参数定义时，d=(1—1／3tanf1)[基金项目]黑龙江省交通厅重点科技项目(HJ20060~)刘世涛等：