適用于各向異性邊界面塑性模型的隱式積分算法.pdf

1、為了描述嵌入式海洋工程結構在海洋環(huán)境中復雜的動力特性,已建立了適用于飽和黏土循環(huán)穩(wěn)定與退化的各向異性邊界面塑性模型。該模型基于無彈性域概念和臨界狀態(tài)理論,采用各向同性、運動硬化準則和旋轉的邊界面,并引入表征土體結構損傷和重塑程度的損傷變量以反映循環(huán)載荷作用下飽和黏土的各向異性、剛度及強度軟化和塑性變形累積等特征,代表了一類較為廣泛的邊界面塑性模型。然而,二維本構模型無法反映真實應力空間中土體的強度和變形。因此,需先對模型進行三維化,開發(fā)

2、出合理的積分算法并將其嵌入有限元軟件中,才能用于數(shù)值計算。
　　為了實現(xiàn)上述模型在ABAQUS軟件中的計算,所做工作主要如下:首先,針對該模型對簡單加載工況考察的不足,基于重塑 Weald黏土、高嶺土及 San Francisco Bay mud的不排水靜三軸加載試驗進行了數(shù)值模擬,驗證了該模型不僅能夠描述飽和黏土的循環(huán)動力特性,也能較好地反映簡單加載下等壓及偏壓固結土體的變形及強度響應;其次,采用廣義Mises準則將適用于飽和黏

3、土循環(huán)動力分析的邊界面塑性模型推廣到三維應力狀態(tài),修正了傳統(tǒng)隱式積分回映算法,建立了該模型的完全隱式積分格式,實現(xiàn)了其在ABAQUS軟件中的開發(fā),并采用不同的增量步長對等壓和偏壓固結土體不排水靜、動三軸試驗進行了模擬和預測。結果表明,修正的隱式回映算法能夠用于該類邊界面模型,且對于較大的應變增量步長,該積分格式仍具有較高的精確性和穩(wěn)定性;最后,為了修正廣義Mises三維化模型高估土體三軸拉伸強度的不足,采用基于SMP準則的變換應力法,推