›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (2): 407-415.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于次加载面理论改进的ALPHA 模型及其数值实施

詹云刚1,袁凡凡2,栾茂田3, 4   

  1. 1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,江苏 镇江 212003;2.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071; 3.大连理工大学 土木水利学院岩土工程研究所,大连 116024;4.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,大连 116024
  • 收稿日期:2008-08-18 出版日期:2010-02-10 发布日期:2010-03-24
  • 作者简介:詹云刚,男,1971年生,博士,讲师,主要从事海洋基础及软土地基处理的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目(No. 50639010);国家自然科学基金项目(No. 50509023)。

A modified ALPHA model based on subloading surface theory and its numerical implementation

ZHAN Yun-gang1, YUAN Fan-fan2, LUAN Mao-tian3, 4   

  1. 1. School of Architecture and Ocean Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China; 2. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 3. Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 4. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2008-08-18 Online:2010-02-10 Published:2010-03-24

摘要:

基于次加载面理论对ALPHA模型进行了改进,并在模型中考虑了土体初始各向异性;提出了与模型相适应的半隐式本构积分算法,据此在通用有限元软件ABAQUS平台上开发了相应的用户材料子程序;利用建立的计算程序,对不同排水条件的三轴试验进行了数值模拟。与已有研究成果对比表明,提出的半隐式本构积分算法,可较好地实现复杂本构模型的数值实施。改进的本构模型克服了修正剑桥模型预测的超固结土峰值强度过高、初始屈服面内假定为弹性变形等缺点,能够较好地描述土体初始屈服面内的的非线性和不可恢复性变形特征;通过变化模型参数,可模拟变形特性较为复杂的土体。

关键词: ALPHA模型, 次加载面模型, 半隐式本构积分算法, ABAQUS

Abstract:

ALPHA model is modified based on subloading surface theory; and the initial anisotropy induced by settlement is also considered. Considering the characters of the modified model, a semi-implicit constitutive integration algorithm is proposed. In terms of the algorithm, a user material subroutine is developed in the framework of general-purpose finite element code ABAQUS. Using the subroutine, simulations for triaxial tests are performed; and the results have been compared with the published studies. The comparison shows that the presented algorithms are capable of the numerically implementing of complicated constitutive model; and the modified ALPHA model, which overcomes the deficiencies of modified Cam-Clay model, such as predicting higher peak strength for over consolidated clay and assuming elastic deformation inside the initial yield surface, can depict the nonlinear and nonrecoverable deformation before yielding. Through varying model parameters, more complicated deformation behaviors can be simulated by the modified model.

Key words: ALPHA model, subloading surface theory, semi-implicit constitutive integration algorithm, ABAQUS

中图分类号: 

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