基于ABAQUS平台考虑中主应力的Duncan-Chang模型子程序的开发及应用

目录

声明

1 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 研究现状概述

1.2.1 Duncan-Chang模型的研究现状

1.2.2 中主应力对土体强度和变形影响的研究现状

1.2.3 本构模型在有限元软件中的二次开发现状

1.3 本文主要的研究内容

1.4 本文的主要创新点

2 考虑中主应力修正的改进Duncan-Chang模型

2.1 Duncan-Chang模型概述

2.1.1 切线弹性模量E t

2.1.2 切线泊松比Vt

2.1.3 切线体积模量Bt

2.1.4 粗粒料摩擦角φ

2.2 现有考虑中主应力的修正方法

2.2.1 修正方法1：平均正应力P和广义剪应力q替代法

2.2.2 修正方法2：Skermer修正方法

2.2.3 修正方法3：σ33√σ2/σ3替代法

2.2.4 修正方法4：修正内摩擦角法

2.3 一种新的考虑中主应力的修正方法

2.3.1 对切线弹性模量的修正

2.3.2 对Mohr-Coulomb破坏准则的修正

2.3.3 新的修正方法

2.3.4 新的修正方法与原始Duncan-Chang模型对比

2.4 本章小结

3 基于ABAQUS的二次开发

3.1 用户自定义材料模型子程序UMAT介绍

3.2 UMAT子程序格式及变量的说明

3.3 雅可比矩阵的确定

3.4 应力积分算法

3.5 程序编写时有关注意事项

3.6 本章小结

4 常规三轴试验验证

4.1 土样的基本物理指标试验

4.1.1 含水率试验

4.1.2 密度试验

4.1.3 颗粒分析试验

4.2 三轴排水固结试验

4.2.1 仪器介绍

4.2.2 准备工作

4.2.3 试样安装

4.2.1 试验步骤

4.3 试验结果分析

4.3.1 应力应变关系曲线

4.3.2 Duncan-Chang模型参数的推导

4.4 UMAT子程序数值验证

4.4.1 有限元建模

4.4.2 计算结果与试验数据的比较

4.5 本章小结

5 真三轴试验数值模拟

5.1 模型建立及求解

5.2 计算结果分析

5.3 本章小结

6 工程应用——基坑开挖算例

6.1 模型建立

6.2 数值模拟结果分析

6.2.1 地应力平衡

6.2.2 开挖至第一层地下室时的数值模拟结果

6.2.3 开挖至基坑底部时的数值模拟结果

6.3 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

附录 新修正方法的UMAT子程序

致谢