[發(fā)明專利]一種土體正交異性本構(gòu)模型的數(shù)值分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611164410.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106844849A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊妍;王康宇;崔曉艷;王曉東;張永攀
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 虞希光

1.一種土體正交異性本構(gòu)模型的數(shù)值分析方法，其特征在于：(1)土體是正交異性材料，其本構(gòu)模型是基于摩爾-庫倫屈服準(zhǔn)則建立的；(2)土體正交異性本構(gòu)模型包括彈性正交異性和塑性正交異性兩個(gè)方面，并通過雙曲線擬合對摩爾-庫倫屈服方程進(jìn)行了修正；(3)土體的正交異性本構(gòu)模型是通過編譯用戶材料子程序UMAT，并嵌入到ABAQUS軟件中，最終實(shí)現(xiàn)土體正交異性本構(gòu)模擬的數(shù)值計(jì)算；

所述特征(1)具體為：土體為正交異性材料，即平行于沉積面的各個(gè)方向的力學(xué)特性大致相同，而在垂直于沉積面的方向則表現(xiàn)出不同的特性，本發(fā)明的土體正交異性本構(gòu)模型是基于摩爾-庫倫屈服準(zhǔn)則而建立的；

所述特征(2)具體為：土體正交異性模型同時(shí)考慮了彈性正交異性和塑性正交異性，彈性正交異性模型包含5個(gè)未知量，分別為沉積方向的彈性模量E_v和泊松比υ_vh、垂直于沉積方向的彈性模量E_h和泊松比υ_h、剪切模量G_vh，其他參數(shù)可由這5個(gè)未知量之間的相互關(guān)系得到，塑性本構(gòu)模型中假定土體內(nèi)摩擦角為常數(shù)，考慮土體粘聚力c存在各向異性效應(yīng)，且沉積面和垂直于沉積面上的粘聚力c_v、c_h存在關(guān)聯(lián)性，即：

c_θ＝c_h+(c_v-c_h)sin²α，由于摩爾-庫倫屈服準(zhǔn)則在π平面存在六個(gè)棱角，使得計(jì)算變繁和收斂緩慢，通過雙曲線擬合對摩爾-庫倫屈服面進(jìn)行修正，在棱角處得到光滑連續(xù)的處理；

所述特征(3)具體為：取塑性勢函數(shù)與屈服函數(shù)的表達(dá)式一致，采用隱式后退歐拉算法，對摩爾-庫倫屈服函數(shù)一次求導(dǎo)、勢函數(shù)一次求導(dǎo)、勢函數(shù)二次求導(dǎo)，通過UMAT接口，將編寫有土體正交異性本構(gòu)模型的UMAT子程序嵌入到ABAQUS軟件中實(shí)現(xiàn)土體正交異性本構(gòu)模擬的數(shù)值計(jì)算。