中密实砂土的三剪统一剪胀性本构模型及ABAQUS的二次开发

中密实砂土的三剪统一剪胀性本构模型及ABAQUS的二次开发剪胀性是砂土的最基本、最重要的性质之一,研究剪胀性的砂土本构模型有一定的研究意义。本文的主要内容就是同时考虑剪胀性与三剪统一屈服准则。

以修正剑桥模型为基础,考虑中密实砂土的剪胀性对剑桥模型的修正,同时依据三剪统一强度理论来进一步修正破坏应力比,屈服方程,硬化参量等。之后依据力学原理,推导出新模型的弹塑性刚度矩阵就可以推导出一个基于三剪统一强

度理论并且包含砂土性质的新本构模型。

以江西南昌地区砂土作为研究对象本文对研究对象进行了大量的三轴试验,着重进行了固结不排水三轴试验以及固结排水三轴试验。实验结果不仅能体现南昌地区砂土的特点,同时还能够验证新模型的部分正确性。

介绍了利用ABAQUS用户自定义材料子程序接口(UMAT),使用Fortran语言编写出了砂土的三剪统一剪胀性本构模型的有限元子程序,模拟了三轴试验在不同排水条件下的应力应变等曲线。将模拟结果与试验数据进行对比,再次验证新模型的使用性。

利用二次开发后的ABAQUS软件进行真三轴模拟试验讨论中主应力影响系数

b的影响。在不排水条件下,随着中主应力影响系数增加,峰值应力会有小幅度的增加。

但影响不大。而在排水条件下,应力应变曲线变化阶段的增长速率会随着中

主应力影响系数b的增加而更快,然而在稳定时变化不大。