下加載面修正劍橋模型在ABAQUS中的二次開發(fā)及應用.pdf

1、通用有限元軟件ABAQUS以其強大的非線性計算功能在巖土工程領域得到了廣泛的應用。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土的力學特性，在理論上比較合理并且在工程上得到了應用。然而，修正劍橋模型并不能合理描述超固結土體的力學特性。下加載面修正劍橋模型在理論上彌補了這一缺陷，它具有兩個屈服面，通過下加載面位置的變化反映超固結土的應力應變特性，可以彌補ABAQUS自帶本構模型的不足。本文主要工作及研究內容如下：
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2、、基于下加載面修正劍橋模型的基本理論，推導出其彈塑性本構關系的表達式和二次開發(fā)所需的應力應變更新公式。利用ABAQUS提供的用戶材料子程序接口UMAT，采用FORTRAN語言和顯式的向前Euler積分算法針對下加載面修正劍橋模型開發(fā)出了子程序，擴充了ABAQUS軟件的材料庫。
　　2、利用所編的UMAT子程序對單個單元模型進行不同增量加載步數(shù)的排水條件下的三軸壓縮測試，并與ABAQUS自帶的修正劍橋模型進行對比，證明UMAT子程序

3、具有較高的精度和較好的穩(wěn)定性。應用子程序對單個單元模型模擬不同的圍壓和排水條件的三軸壓縮試驗，并將結果與用FORTRAN編程計算得到的理論解進行對比，結果表明子程序能充分反映不同超固結比、不同排水條件下超固結土體的性質，如應變軟化和剪縮、剪脹等，說明了子程序的適用性。
　　3、在ABAQUS中模擬超固結土的三軸壓縮試驗和三軸加卸載試驗，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)漸進的變形過程，相比于修正劍橋模型有較大