發(fā)布時(shí)間：2017-04-13 21:25

  本文關(guān)鍵詞：飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型及ABAQUS二次開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土體的超固結(jié)性是指那些歷史上曾受過大于現(xiàn)階段覆蓋土重的土體所表現(xiàn)出來的特性,那么超固結(jié)土體便具有較高的強(qiáng)度以及較低的孔隙率,通常表現(xiàn)出軟化及剪脹特性。由于現(xiàn)階段普遍采用的各類土體本構(gòu)模型大部分是基于重塑土試驗(yàn)研究來建立的,通過運(yùn)用應(yīng)力轉(zhuǎn)換方法,使得不一樣的1I和?與相應(yīng)土體的應(yīng)力破壞比M建立關(guān)系方程式,并創(chuàng)新地在下負(fù)荷面修正劍橋模型中用三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論作為它的破壞準(zhǔn)則,進(jìn)而推導(dǎo)并建立了飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型,該模型綜合了下負(fù)荷面修正劍橋模型和三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。以飽和黏性超固結(jié)土作為研究對(duì)象,在下負(fù)荷面修正劍橋模型的屈服方程式中有效地引入三剪統(tǒng)一強(qiáng)度屈服準(zhǔn)則作為其破壞準(zhǔn)則,并根據(jù)相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則,推導(dǎo)建立了飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一彈塑性本構(gòu)關(guān)系的屈服方程表達(dá)式。通過對(duì)其公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,得到用1 2 3I、J、J來表示基于三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論超固結(jié)土本構(gòu)模型,并進(jìn)一步推導(dǎo)出該本構(gòu)模型的彈塑性剛度矩陣。介紹了飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型有限元計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法,利用ABAQUS軟件的用戶自定義材料子程序接口UMAT,采用Fortran語(yǔ)言開發(fā)出飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型的子程序,模擬了三軸壓縮試驗(yàn)在不同圍壓下以及不同固結(jié)排水條件下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、體應(yīng)變-軸向應(yīng)變關(guān)系、孔隙水壓力-軸向應(yīng)變關(guān)系及應(yīng)力路徑等曲線,并通過真三軸試驗(yàn)?zāi)M進(jìn)一步討論了中間主應(yīng)力影響系數(shù)b對(duì)模型的影響。將其結(jié)果和理論解進(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、不同排水條件下飽和黏性超固結(jié)土體的力學(xué)特性。最后以超固結(jié)土常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c常規(guī)三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,證明了其本構(gòu)模型對(duì)超固結(jié)土的力學(xué)性質(zhì)有較為準(zhǔn)確的描述。同時(shí),該本構(gòu)模型的UMAT子程序擴(kuò)充了ABAQUS軟件的材料庫(kù),為將來超固結(jié)土體的彈塑性本構(gòu)模型的UMAT子程序二次開發(fā)提供了可參照應(yīng)用的方法。
【關(guān)鍵詞】：飽和黏性超固結(jié)土 三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論 下負(fù)荷面修正劍橋模型 彈塑性本構(gòu)關(guān)系 ABAQUS二次開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU43
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 超固結(jié)黏性土本構(gòu)模型的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 黏性土三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀13
• 1.2.3 本構(gòu)模型的二次開發(fā)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14
• 1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)14-16
• 第2章 三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介16-19
• 2.1 概述16
• 2.2 三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論的解析16-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 第3章 飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型19-27
• 3.1 概述19
• 3.2 下負(fù)荷面修正劍橋模型簡(jiǎn)介19-23
• 3.2.1 修正劍橋模型簡(jiǎn)介19-20
• 3.2.2 下負(fù)荷面修正劍橋模型20-23
• 3.3 飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型推導(dǎo)23-26
• 3.4 本章小結(jié)26-27
• 第4章 飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一彈塑性本構(gòu)關(guān)系27-33
• 4.1 概述27
• 4.2 飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型彈塑性剛度矩陣27-32
• 4.2.1 彈性剛度矩陣27-28
• 4.2.2 彈塑性剛度矩陣28-32
• 4.3 本章小結(jié)32-33
• 第5章 彈塑性有限元計(jì)算方法及ABAQUS二次開發(fā)33-38
• 5.1 彈塑性有限元計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)33-34
• 5.2 ABAQUS簡(jiǎn)介34-35
• 5.3 ABAQUS子程序UMAT接口35-37
• 5.3.1 ABAQUS用戶材料定義子程序接口介紹35
• 5.3.2 ABAQUS用戶材料定義子程序變量說明35-36
• 5.3.3 飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型UMAT子程序編寫36-37
• 5.4 本章小結(jié)37-38
• 第6章 UMAT子程序正確性的驗(yàn)證及飽和黏性 超固結(jié)土特性預(yù)測(cè)分析38-58
• 6.1 概述38
• 6.2 理論解計(jì)算步驟38-39
• 6.3 不同圍壓條件下超固結(jié)土體力學(xué)特性預(yù)測(cè)和分析39-46
• 6.3.1 飽和黏性超固結(jié)土單元體模型的建立39-41
• 6.3.2 排水條件下不同圍壓的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)?zāi)M41-43
• 6.3.3 不排水條件下不同圍壓的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)?zāi)M43-46
• 6.4 不同超固結(jié)比條件下超固結(jié)土體力學(xué)特性預(yù)測(cè)和分析46-53
• 6.4.1 排水條件下不同超固結(jié)比的常規(guī)三軸試驗(yàn)?zāi)M47-49
• 6.4.2 不排水條件下不同超固結(jié)比的常規(guī)三軸試驗(yàn)?zāi)M49-53
• 6.5 真三軸試驗(yàn)?zāi)M及中間主應(yīng)力影響系數(shù)b的討論53-57
• 6.5.1 初始圍壓為 98kPa排水條件下的真三軸試驗(yàn)?zāi)M53-55
• 6.5.2 初始圍壓為 98kPa不排水條件下的真三軸試驗(yàn)?zāi)M55-57
• 6.6 本章小結(jié)57-58
• 第7章 三軸壓縮試驗(yàn)與UMAT子程序應(yīng)用算例對(duì)比58-72
• 7.1 概述58
• 7.2 試驗(yàn)土樣及試驗(yàn)設(shè)備58-60
• 7.3 三軸壓縮試驗(yàn)?zāi)M與三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析60-71
• 7.3.1 真實(shí)試驗(yàn)土樣模型的創(chuàng)建60-61
• 7.3.2 模擬計(jì)算結(jié)果和三軸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析61-71
• 7.4 本章小結(jié)71-72
• 第8章 結(jié)論與展望72-74
• 8.1 結(jié)論72-73
• 8.2 不足及展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄 部分本構(gòu)模型UMAT子程序代碼78-88

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  本文關(guān)鍵詞：飽和黏性超固結(jié)土的三剪統(tǒng)一本構(gòu)模型及ABAQUS二次開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：304457