两种本构模型的对比分析

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两种本构模型的对比分析

土体本构模型的研究和探讨由来已久,但考虑到土的复杂特性,当其受到外部荷载的作用之后,其变形具有剪胀性、非线性、各向异性、流变性等特性,因此目前所发展的几百个本构模型在实际应用的过程中普遍存在局限性。为了进一步推动土的本构理论的发展,本文主要从以下几个方面着手进行研究。

第一,系统介绍了目前岩土工程领域广泛应用的本构模型——邓肯-张模型,该模型能够较为完整地描述土体的主要变形特征,并且模型参数也都具有明确的物理意义,一般通过常规的三轴试验来确定其邓肯-张模型的参数。因此,邓肯-张模型在岩土工程中受到了广泛的应用。

第二,本文引入卢应发教授所提出的新的本构模型,并且对新的本构模型的基本方程、参数的决定、相关系数以及模型特征进行了详细介绍。新的本构模型阐明了当前在岩土工程领域中现有的众多类型的本构模型的数学基础和假设及其相关联系,针对具有极其复杂力学特性的岩土材料,新的本构模型为建立统一的岩土理论模型提供了新的尝试。

第三,本文分别用邓肯-张模型和新的本构模型对同一试验算例进行计算,两种本构模型的计算结果均取得了令人满意的效果。最后,本文在有限元软件ABAQUS的平台中实现了邓肯-张模型和新的本构模型的二次开发,利用本文所开发的邓肯-张模型和新的本构模型对同一试验进行模拟分析,验证两种本构模型的适用性,从而为土体本构模型的研究找到新的方法。

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