土的半隐式图形返回算法研究及土坡稳定分析

摘要

本文在深入研究了本构数值积分算法的基础上,采用了半隐式图形返回算法,对Lade-Duncan弹塑性模型,推导了该模型的半隐式算法方程式,编写了相应的计算程序.利用大型非线性有限元软件ABAQUS提供的用户自定义接口平台——用户材料子程序UMAT,实现了Lade-Duncan模型的本构积分模块.最后对某三轴试验进行了有限元计算模拟,结果表明:本文采用的半隐式图形返回算法是可行及合理的.与此同时,本文采用二维非线性拟静力有限元法,将强度折减技术引入到大型非线性有限元软件ABAQUS之中,编写了相应的命令流程序,实现了土体抗剪强度参数的连续折减分析.对糯扎渡水电站心墙堆石坝进行坝坡稳定性分析,研究了坝坡的位移和等效剪应变随折减系数的变化,提出了坝坡破坏的标准,讨论了破坏标准S<,c>的取值.为采用有限元强度折减技术分析土坡稳定性进行了有益的尝试.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1.绪论

1.1引言

1.2边坡的破坏特点

1.3选题依据与背景

1.4论文组织结构

2.本构积分算法

2.1引言

2.2非线性问题的整体求解技术

2.3单元高斯积分点应力的计算

2.4本构积分算法

2.4.1显式积分算法

2.4.2完全隐式图形返回算法

2.4.3半隐式图形返回算法

2.5小结

3.图形返回算法在Lade-Duncan本构模型中的实现

3.1引言

3.2弹塑性本构模型

3.2.1 Lade-Duncan本构模型简介

3.2.2 Lade-Duncan模型的本构方程

3.3半隐式算法在Lade-Duncan本构模型中的实现

3.3.1半隐式算法在L-D模型中的简化条件

3.3.2半隐式算法在L-D模型中的公式推导

3.3.3计算步骤

3.4 Lade-Duncan本构模型的验证

3.4.1模型参数的确定

3.4.2三轴试验的模拟

3.5小结

4.ABAQUS用户材料子程序和变参数的实现

4.1引言

4.2 ABAQUS软件简介

4.2.1 ABAQUS程序概述

4.2.2 ABAQUS基本模块介绍

4.2.3 ABAQUS中非线性问题的处理

4.3 ABAQUS程序的二次开发

4.3.1用户子程序介绍

4.3.2 ABAQUS用户材料子程序

4.3.3 UMAT程序流程

4.4用户子程序的使用

4.5 ABAQUS中变参数的实现

4.5.1问题的实际意义

4.5.2相关命令流的格式与使用

4.6 小结

5.土坡稳定分析的强度折减法及其工程应用

5.1工程概况

5.2二维平面拟静力计算条件

5.2.1计算方法简介

5.2.2计算方法基本原理

5.2.3二维平面计算工况介绍

5.2.4材料参数的确定

5.2.5地震拟静力荷载

5.3二维平面拟静力计算结果分析

5.3.1在自重作用下的计算结果

5.3.2在地震力作用下的计算结果

5.3.3考虑折减后的计算结果

5.3.4破坏标准的提出

5.4小结

6.结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

学术论文情况

参加的科研项目

致 谢

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