土体dp模型参数取值

ANSYS中能用于岩土材料的模型只有DP模型。DP模型是理想弹塑性模型，理想弹塑性即应力（复杂应力情况下应该是等效应力吧）达到屈服极限以后，应力不再增大，但是应变会一直增长。
ANSYS中设定DP模型需要输入3个参数，粘聚力c，内摩擦角fai，膨胀角faif，其中的膨胀角faif 是用来控制体积膨胀的大小的。在岩土工程中，一般密实的砂土和超强固结土在发生剪切的时候会出现体积膨胀，因为颗粒重新排列了；而一般的砂土或者正常固结的土体，只会发生剪缩。所以在使用DP模型的时候，对于一般的土，膨胀角faif 设置为0度是比较符合实际的。
对于另外的两个参数粘聚力c，内摩擦角fai，DP模型中指定了如下的关系
（为简化，内摩擦角fai记为x，即sin（fai）=sinx）
屈服方程：西格玛（应力符号）=6ccosx/[3^0.5*(3-sinx)] ,其中的3^0.5表示3的平方根运算，*号为乘号

假定cosx不等于零，将屈服方程的分子分母同时除以cosx，得到下面的式子
西格玛（应力符号）=12^0.5c/(3/cosx- tanx)
假定西格玛达到最大值，对其进行求导运算，由于西格玛数值曲线的斜率为零，可以得知，在x取为19.47度的时候，可以有最大的屈服极限（屈服应力）。
根据屈服方程再进一步计算有下面的关系（假定c=20kpa，内摩擦角fai（x）不断变化，膨胀角faif）
角度 / 屈服应力
0 /23.094
10 / 24.14
19.47 / 24.495 最大值
20 /24.494
30 /24
40 /22.515
50 /19.935
60 /16.233
70 / 11.501
80 /5.970
90 / 0
由上面的数值可以看出，在粘聚力一定的情况下，在0度~30度的范围以内，屈服应力其实变化不大。在这种情况下，粘聚力的影响相对来说要大很多。

所以对于采用DP模型来进行弹塑性计算的朋友来说，当内摩擦角在这一定的范围以内时，如果屈服极限很小，要调整参数来增大屈服极限（或者是延迟塑性出现），调整内摩擦角作用不大，即使从10度调整到30度，其变化很小，所以基本没什么作用。但是如果调整粘聚力c值的话，效果就很可观了。
由于本人进行弹塑性计算的时候，经常发现塑性出现过早，塑性区过大，或者是屈服极限比较低（都容易出现变形过大，计算不收敛的问题），所以发此贴。但这只是计算的一点技巧而已，真正的计算中还是要采用实际的参数，符合实际才行。
再总结一下，由于在一般比较常见的土体中，不考虑膨胀角faif ，内摩擦角符合上述的变化值不大的范围（即所起作用不大），所以采用DP模型进行计算的时候，粘聚力c是最重要的一个输入参数了，直接影响模型。可以说，DP模型接近于一个参数所决定的模型。（备注：本人仅仅是从

模型的屈服公式中得到上述的结论，究竟模型的实际情况如何，虽说做了一点计算，但是不敢莽下结论；至于真实的岩土材料特性能否用DP模型来表达，就更不好说了）

仅以此帖，抛砖引玉，希望高手多多表达意见。


摩尔库伦MC模型是一种弹-理想塑性模型，它综合了胡克定律和Coulomb破坏准则。有5个参数，即控制弹性行为的2个参数：弹性模量E和泊松比v及控制塑性行为的3个参数：有效黏聚力c、有效内摩擦角 和剪胀角 。MC模型采用了弹塑性理论，能较好地描述土体的破坏行为但却认为土体在达到抗剪强度之前的应力-应变关系符合胡克定律，因而并不能较好地描述土体在破坏之前的变形行为，且不能考虑应力历史的影响及区分加荷和卸荷。故MC模型能较好地模拟土体的强度问题，MC模型的六凌锥形屈服面（图2）与土样真三轴试验的应力组合形成的屈服面吻合得较好，因此MC模型适合于低坝、边坡等稳定性问题的分析
应力达到屈服点后，继续加载（如果切线弹模大于0），有塑形变形，应力升高，然后卸载，这时是弹性的，再加载还是弹性的，直到应力得到卸载时的应力值才开始新的屈服。这种屈服点升高的现象称为强化。
等向强化与随动强化的区别
如果材料在一个方向屈服强度提高（强化）在其它方向的屈服强度也同时提高，这样的材料叫等向强化材料。如果材料在应该方向的屈服点提高，其它方向的屈服应力相应下降，比如拉伸的屈服强度提高多少，反向的压缩屈服强度就减少多少，这样的材料叫随动强化材料。
具体用那种强化模型要看你的材料是那种材料。不过从上面的分析可以看出，如果你只是单向加载，（即没有加载到屈服，卸载，再反向加载到屈服）两种材料模型的效果是一样的。
膨胀角控制土体体积膨胀大小，表示土的剪胀性，是指土在剪切过程中，体积膨胀或缩小的性质。一般，正常固结的粘土和低密度的砂土发生剪缩，超固结的粘土和中密度的砂土发生剪胀。