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基于本构积分算法的岩体结构面三维弹塑性有限元模型
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]北京交通大学力学系,北京100044, [2]河海大学土木学院,江苏南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(50539030); 国家基础研究发展计划(973项目)(2010CB7321004)
中文摘要:

通过应用非关联塑性理论得到结构面的三维结构面本构关系,定义加载剪涨段和反向剪缩段以适应多方向的复杂加卸载条件,修正以往模型只能剪涨的问题,并考虑了结构面的软化效应。为了这个本构关系能够很好的用于实际工程的有限元计算,结合ABAQUS二次开发功能,编制了UEL用户自定义单元子程序。算法采用后退Eular法,以避免在有限元计算中出现应力状态偏离屈服面的情况,提出了基于本构积分算法的结构面单元,以及与其一致的算法模量,应对不平滑的屈服面展示了良好的收敛性和计算速度。最后进行数值实验,分别模拟了直剪实验,循环剪切实验和约束刚度实验。通过与实验结果的比较,确认了模型的合理性。

英文摘要:

The mechanical behaviours of rock mass of major civil engineering are dramatically affected by the presence of joints,and the major discontinues can cause a variety of problems in both surface and underground constructions.Realistic simulation of the mechanical behaviours of rock joints becomes an important part of modelling the rock mass.A three-dimensional joint element based on the framework of elastoplastic constitutive model is proposed to account for dilatancy,roughness and undulating surface of discontinuities.To simulate the behaviours of joints under complex loading condition,dilatancy and reduction zone are suggested.An integration algorithm of constitutive equations based on the Euler backward integral method is used,and the consistent tangential matrices are derived.An ABAQUS user-defined element subroutine using this model is programmed,three experiments of direct shear tests,cyclic shear tests and restricted normal stiffness shear tests are simulated by ABAQUS,and the calculated results are analyzed to verify this method.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826