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1、ABAQUS用户子程序UMAT在岩土工程中的应用1,21,2,3范庆来栾茂田(1.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;2.大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所,辽宁大连116024;3.中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉430071)摘要：大型有限元分析软件ABAQUS具有强大的非线性求解能力和便捷的子程序接口及二次开发功能，而土工分析中遇到了大量非线性问题。而ABAQUS用户材料库中所包含的有限数量的材料本构模型不一定适用于土工问题，例如在ABAQUS现有的材料库中没有包括目前土工应力与变形的非线性数值分析中广泛应用的Duncan-Chang非线性本构模
2、型。本文利用其用户材料子程序(UMAT)接口添加并开发了Duncan-Chang本构模型的E-B模式，以此对三轴固结排水试验进行了具体数值计算，通过与试验结果的对比分析，验证了该扩展后本构模型的合理性及可靠性。关键词：ABAQUS;Duncan-Chang本构模型;用户材料子程序;土工三轴固结排水试验ApplicationwithUMATofABAQUSinGeotechnicalEngineering1,21,2,3FanQing-laiLuanMao-tian(1.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering,DalianUnive
3、rsityofTechnology,Dalian116024,China;2.InstituteofGeotechncialEngineering,SchoolofCivilandHydraulicEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;3.InstituteofRockandSoilMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China)Abstract:ThecommercialFEMsoftwareABAQUShasbothpowerfulcapac
4、ityfornumericallysolvingvariedlarge-scalenonlinearproblemsinengineeringpracticeanduser-friendlypossibilityforextendingmateriallibrariestoconsiderthegivenconstititutivemodelofaspecificmaterial.AtpresenttheavailableconstitutivemodelsinABAQUScannotbesuitedforgeomaterials.Thenonlinearhyperbolicstress-
5、strainrelationdevelopedbyDuncanandChangwhichiswidelyemployedingeotechnicalengineeringcommunityhasbeennotimplementedinthissoftware.Inthispaper,theE-BformulationofthenonlinearmodelofDuncanandChangisnumericallyimplementedbyvirtueoftheinterfaceofUMAT.Thenthetriaxialconsolidatedanddrainedsheartestsofso
6、ilaresimulatedbyusingtheABAQUSwiththeextendedUMATandcomputationalresultscanwellagreewithexperimentaldata.keywords:ABAQUS;Duncan-Changmodel;UMAT;triaxialtest.基金资助：国家自然科学基金资助项目(50179006)与教育部跨世纪优秀人才培养计划研究基金(教技函[1999]2号)和中国科学院武汉岩土力学研究所领域前沿基础研究基金资助项目.作者简介:范庆来(1977-)，男，山东省栖霞市，岩土工程博士，E-Mail:fql24@sohu.co
7、m大型有限元分析软件ABAQUS具有强大的非线性求解能力和便捷的子程序接口及相应的二次开发功能，并被广泛地应用于工程科学计算与分析中。在国外，ABAQUS在土工分析中应用研究非常普遍，虽然近年来在国内也开始得到关注与重视。但是，总体上看，ABAQUS在岩土工程中应用研究及二次开发尚不够成熟和完善。ABAQUS中的用户材料子程序为用户提供了自定义材料本构模型的程序接口，用户可通过Fortran或者VC编程来实现所要解决的工
