滨海相软土延拓邓肯-张模型的数值模拟研究

摘要

引入控敛因子θ,提出能克服邓肯-张模型数学缺陷的延拓模型,证明邓肯-张模型是延拓模型在θ=2时的特例,并揭示延拓模型更适用于模拟具有强烈非线性变形行为的滨海相软土.基于传统的邓肯-张模型和新建的延拓模型,采用C++语言编制二维有限元程序,对滨海相软土常规三轴压缩试验进行数值模拟研究.研究结果表明:当初始切线模量和极限偏应力为定值时,控敛因子与延拓模型曲线的收敛速度呈负相关;延拓模型可通过改变控敛因子来模拟收敛速度大于或小于邓肯-张模型的应力-应变曲线;在轴向应变相同的情况下,减小控敛因子,会导致试样各单元的轴向应力值和中部单元的径向应变值增大,试样部分单元最小安全系数减小;同一围压下,控敛因子与体积应变呈负相关;围压越大,控敛因子对体积应变的影响也越大.