GTS 修正摩爾庫(kù)倫和硬化土內(nèi)容

本文格式為Word版，下載可任意編輯——GTS修正摩爾庫(kù)倫和硬化土內(nèi)容MIDAS/GTSGTSV200升級(jí)內(nèi)容01.前處理功能02.材料本構(gòu)03.單元04.分析功能05.后處理功能MIDAS/GTSV200升級(jí)內(nèi)容

02.材料本構(gòu)

1.修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)(ModifiedMohr-Coulomb)

修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)是在莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)基礎(chǔ)上改善的本構(gòu)模型，適用于各種類(lèi)型的地基，特別適用于象沙土或混凝土那樣具有摩擦特性的材料。

修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)用于模擬具有冪率關(guān)系的非線(xiàn)性彈性模型和彈塑性模型的組合模型。如圖.1所示，修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的剪切屈服面與莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的屈服面一致，壓縮屈服面為橢圓形的帽子本構(gòu)。另外，修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的剪切屈服面與壓縮屈服面是獨(dú)立的，在剪切方向和壓縮方向采用了雙硬化模型(DoubleHardening)。

莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的偏平面形狀為六邊形，在計(jì)算頂點(diǎn)的塑應(yīng)變方向時(shí)需要采用特別的數(shù)值計(jì)算方法。但是如圖.2所示，修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)為了消除分析過(guò)程中的不穩(wěn)定因素，偏平面采用了圓角處理，使計(jì)算的收斂性更好。修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)在p-q平面上采用了相關(guān)滾動(dòng)法則，在偏平面上采用了非關(guān)聯(lián)滾動(dòng)法則(Non-associatedFlowRule)。另外，如圖.1所示，使用?p值，移動(dòng)剪切屈服面可以反映莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的粘聚力效果。

圖.1在p-q平面

圖.2在偏平面

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MIDAS/GTSV200升級(jí)內(nèi)容

修正的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的材料參數(shù)輸入窗口如下：

三軸試驗(yàn)的割線(xiàn)剛度(E50ref)主壓密試驗(yàn)的切線(xiàn)剛度(Eoedref)卸載/加載剛度(Eurref)參考?jí)簭?qiáng)(Pref)極限膨脹角剪切破壞面的摩擦角應(yīng)力水平依靠的乘方孔隙率KNC超固結(jié)

三軸試驗(yàn)中極限強(qiáng)度的50%時(shí)的割線(xiàn)剛度壓密試驗(yàn)中參考?jí)簭?qiáng)下的彈性系數(shù)卸載/加載時(shí)的彈性系數(shù)，一般取E50值的3倍三軸試驗(yàn)中的基準(zhǔn)壓強(qiáng)極限狀態(tài)下的膨脹角剪切破壞面的最大摩擦角具有冪流關(guān)系的非線(xiàn)性材料的指數(shù)孔隙率正常固結(jié)粘土的應(yīng)力比超固結(jié)

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MIDAS/GTSV200升級(jí)內(nèi)容

2.硬化土模型

硬化土模型也是改善了莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)的材料本構(gòu)，是由Schanz(1998)開(kāi)發(fā)的適用于模擬軟土和硬土的最新材料本構(gòu)關(guān)系。

如圖.3所示，在pi-平面上的形狀與普通的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)一致，且使用內(nèi)摩擦角(?)、粘聚力(c)、膨脹角(?)來(lái)描述極限狀態(tài)的應(yīng)力。但是與描述理想彈塑性狀態(tài)的莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)不同，硬化土模型可以模擬應(yīng)力增量隨應(yīng)變逐漸減小的硬化現(xiàn)象。巖土強(qiáng)度采用三軸試驗(yàn)剛度(E50)、三軸卸載剛度(Eur)和固結(jié)儀荷載強(qiáng)度(Eoed)描述，所以比莫爾－庫(kù)倫本構(gòu)更能確鑿地模擬地基。如圖.3所示，硬化土模型的屈服面分別由描述剪切硬化和高約束應(yīng)力狀態(tài)下的帽子本構(gòu)硬化的屈服面組成，所以可以描述各種應(yīng)力狀態(tài)。

雖然地基剛度的平均值一般推薦使用Eur?3E50和Eoed/E50?1，但是對(duì)于柔弱地基或剛度比較大的地基，Eoed/E50的值應(yīng)取與實(shí)際接近的值(參考圖.4)。另外，由于硬化土模型中的地基剛度隨應(yīng)力在變化，所以可以模擬地基剛度隨壓縮而增加的狀況，并且具有抑制體積過(guò)渡膨脹的膨脹限值和抑制過(guò)渡張拉的張拉強(qiáng)度限值功能。

圖.3硬化土模型在

%平面上的屈服面，在彈性區(qū)域使用張拉強(qiáng)度限值抑制過(guò)渡張拉p?q

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升級(jí)內(nèi)容qAsymptoteaqFailurelinefE50qE50E50??1Figure1.Hyperbolicstress-strainrelationinprimaryloadingforastandarddrainedtriaxialtest[T.Schanz,2000].圖.4標(biāo)準(zhǔn)排水試驗(yàn)中第一次加載時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變雙曲線(xiàn)相關(guān)關(guān)系硬化土模型的材料參數(shù)輸入窗口如下：

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MIDAS/GTSV200

MIDAS/GTSV200升級(jí)內(nèi)容

參數(shù)沙土一般的MC本構(gòu)的彈性模量粘土Eref50使用偏加載計(jì)算的彈性模量-硬土:4000t/m2-軟土:2000t/m2與2-中硬土:3000t/mErefoed一致或5/4的值Erefoed壓縮試驗(yàn)中得到的彈性模量與Eref50一致或4/5的值???C2.3(1?e)oedEref?pref**CErefur彈性卸載/再加載時(shí)的彈性模量卸載試驗(yàn)時(shí)的彈性模量或者為Erefur3p(1?2??refur)?*Eref50的3倍?C*?2C2.3(1?e)rkkc彈塑性壓縮模量C?2.3(1?e)*?或者??*??1?es彈性膨脹模量?*?2C2.3(1?e)r或者*??1?em冪指數(shù)一般取0.5?pKur卸載/再加載泊松比一般取0.2r