Abaqus 修正劍橋模型的vumat子程序開發

巖土工程中廣泛采用的莫爾–庫侖準則,能較好地描述巖土材料的強度特性和破壞行為,而涉及變形和固結分析問題時該模型從理論和實踐中均有一定的不足,基于等向加載試驗建立起來的劍橋模型則能較好地描述黏土的彈塑性變形特性。

傳統相關聯修正劍橋本構模型的屈服面方程、硬化準則和流動法則分別為

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由于式(1)所確定的屈服軌跡在p平面是一個 圓,不能反映巖土介質拉壓不等(S-D)效應,而且劍 橋模型是基于正常固結狀態試驗推導而來,子午面上臨界狀態線通過應力坐標原點,表現為不考慮土 體黏聚力的純摩擦型本構,而大多數的巖土介質具 有一定的黏聚力,屬摩擦–黏聚型材料。考慮到莫 爾–庫侖準則有此特征,故將莫爾–庫侖準則與劍橋模型相結合,得

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聯合式(1),(4),(5),有改進的屈服函數:

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根據上述理論,可以通過以下流程圖完成VUMAT子程序編寫

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通過單胞模型計算得到得結果如下圖所示。

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[1]袁克闊,陳衛忠,于洪丹,譚賢君,趙武勝,李香玲.考慮黏聚特性和拉壓不等效應的修正劍橋模型及數值實現[J].巖石力學與工程學報,2012,31(08):1574-1579.

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