考虑非饱和土基质吸力-回弹指数相关性的弹塑性本构模型及有限元实现

作     者：程昊 熊大生 唐辉明 张抒 CHENG Hao;XIONG Da-sheng;TANG Hui-ming;ZHANG Shu

作者机构：中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430010 中国地质大学武汉430010 

基　　金：中铁第四勘察设计院集团有限公司科研课题(2020k158) 湖北巴东地质灾害国家野外科学观测研究站开放基金课题(BNORSG202213) 

出 版 物：《长江科学院院报》 (Journal of Changjiang River Scientific Research Institute)

年 卷 期：2024年第41卷第7期

页      码：132-138页

摘      要：非饱和土压缩指数受基质吸力影响明显,回弹指数是土的临界状态本构模型中的重要变形参数。但在本构模型理论研究中,回弹指数随基质吸力的变化影响往往被忽略。为解决这一矛盾,以杭州地区重塑粉土为试样,使用GDS非饱和直剪系统的竖向加载功能,对试样进行50、100、200 kPa 3种定吸力条件下一维固结回弹试验,获取不同基质吸力非饱和回弹指数κ(s),并拟合得到κ(s)函数关系,对比已有试验研究,验证了拟合结果的合理性。进而将κ(s)表达式引入非饱和土扩展剑桥弹塑性本构模型,形成一种考虑回弹指数随基质吸力变化的非饱和土弹塑性本构模型。应用子增量步显示积分算法将该模型编辑成ABAQUS有限元UMAT子程序,最后基于ABAQUS有限元平台结合自编UMAT子程序进行固结回弹数值试验,模拟实际试验过程,对比两者试验结果,验证了该UMAT子程序的正确性。实现了一种考虑回弹指数随基质吸力变化的非饱和土弹塑性本构模型的数值化,为其进一步应用建立基础。

主 题 词：非饱和土 基质吸力 回弹指数 本构模型 有限元模型 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11988/ckyyb.20230149

馆 藏 号：203128575...