Hardin-Drnevich在ABAQUS中的实现

利用大型有限元软件ABAQUS所提供的用户材料子程序UMAT接口,针对土石料动力本构模型中的等效线性粘弹性模型,开发了等效线性粘弹性模型中应用最广的Hardin-Drnevich模型的子程序,并运用到新疆某土石坝的动力反应分析中.结果表明:在ABAQUS中增加Hardin-Drnevich材料本构模型后,可以充分地利用该软件强大的非线性求解平台进行土石坝的动力反应分析,具有计算效率高和前后处理快捷等优点,同时验证了所建模型的合理性和可用性.     

土体动力反应分析方法的研究

【目的】比较土体动力反应分析方法的优劣,并指出其研究发展的方向。【方法】以动力固结理论和瞬态动力学理论为基础,将物态本构模型引入到动力反应与动力固结相耦合、静应力和动应力变化相耦合、孔压的产生、扩散与消散相耦合的瞬态动力固结方程中,以砂土路基作为数值分析对象,比较了物态本构模型、孔压模型和等效粘弹性分析孔压特性和残余变形特性的差异。【结果】基于孔压模型的等效粘弹性土体动力反应分析是一个平均过程,体现不出某一时刻土体的实际性态,而基于物态本构模型的瞬态动力反应分析反映了孔压的瞬态变化的波动,体现了土体任意时刻的真实性态。【结论】以动力固结和瞬态动力学理论为基础的反应地震过程中,土体物态变化的动力反应分析方法将动力反应与动力固结耦合在一起,能够真正地反映实际土体的真实性态,是一种有发展前景的科学方法。     

层状岩体各向异性弹塑性本构模型的数值实现

层状岩体具有明显的各向异性变形和强度特性,与均质岩体相比其稳定性及破坏条件表现的极为复杂,因而岩体的各向异性本构关系成为重要的研究课题。在研究层状岩体各向异性等效弹性参数及ABAQUS自带节理材料模型基础上,结合层状岩体弹性参数的各向异性研究,采用FORTRAN语言编制了本构子程序,使层状岩体各向异性弹塑性模型得以数值实现。以某岩质边坡为数值算例,采用多种工况对比分析,验证了层状岩体各向异性弹塑性数值模型的可靠性,从而为实际工程中研究层状岩体的各向异性特征提供数值计算基础。     

考虑蠕变的正交铺设层合柱形曲板的屈曲分析

给出了考虑蠕变影响的各向异性的材料的线性粘弹性本构关系，对正交铺设层合柱形曲板的蠕变屈曲进行了非线性分析。     

基于LS-DYNA的理想弹塑性材料本构关系模型开发基本方法

LS-DYNA是一款功能强大的有限元分析计算软件,软件自身含有强大的材料库,更允许用户添加自定义的材料本构关系模型,用于得到更准确的仿真结果。基于该平台,介绍了该软件与用户自定义材料子程序之间的数据交互关系,并利用弹塑性力学相关知识,分别建立了理想弹塑性材料的弹性本构关系与塑性本构关系,最后通过算例验证了所构建材料本构关系的正确性,并编写了基于LS-DYNA平台的理想弹塑性材料本构关系,介绍了开发的基本方法,为应用自编写复杂本构关系材料的工程仿真提供了基础。     

基于强度折减有限元法的土石坝抗震稳定分析

将土石坝的拟静力法抗震稳定计算与强度折减有限元法相结合,对土石坝边坡稳定性进行有限元计算。按《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)的规定,依据坝高动态分布系数施加水平等效地震惯性力,然后用基于ABAQUS软件环境下的温控参数强度折减有限元法确定土石坝边坡的临界失稳状态及其所对应的安全系数。结果表明,采用此法进行土石坝边坡抗震稳定分析与传统的极限平衡Bishop法相比,不仅计算结果一致,且可直观反映土石坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程。     

考虑薄层连接单元的桩-土-结构动力有限元分析

考虑土和结构物的动力相互作用时，两者之间的接触状态必然对基础和结构反应产生影响．通过假定桩土接触面薄层单元本构关系特征，人为地在两种不同材料交界面上引入一种位移间断面，并采用有限元方法将其位移及刚度反应到桩土子结构中．文中给出了桩-土-上部结构动力有限元平衡方程．计算分析表明，考虑薄层单元接触效应与假定桩土位移一致协调条件下所得的动力反应结果是有一定差异的     

基于阻尼比的双线型土动力模型研究

通过对粉质粘土动力滞回曲线的研究,提出了一种新型基于阻尼比的双线型土动力本构模型.该模型在假定构造滞回曲线与实测滞回曲线阻尼比相等的基础上,将土动力滞回曲线等效为由2组直线构成的平行四边形.这样既保证了理论曲线对粉质粘土真实耗能特性的模拟,又保留了计算模型较高的计算效率.在此基础之上推导了等幅对称荷载下滞回曲线理论方程,并将该模型推广到了不规则加卸载情况.模型的计算结果与试验结果比较表明,该模型能够较好地模拟土在地震循环荷载作用下的滞回特性.     

粘弹性椭圆板的非线性动力响应

基于Von Karman理论，建立了弹性椭圆板的非线性动力微分方程。引入了Kelvin-Voigt粘弹性本构关系后，得到用中面位移表述的非线性粘弹性运动控制方程组。然后应用Galerkin技术和KBM法求解了此微分方程，并讨论了有关参数对粘弹性椭圆板动力学行为的影响。     

ABAQUS软件在土石坝防渗设计中的运用

在土石坝的防渗设计中,渗流场的水头、流速分布和渗流量都是影响防渗设计的主要因素。文章通过对ABAQUS软件的灵活运用,采用基于迭代原理求解稳定渗流自由面位置的方法指导防渗设计。计算结果表明,通过对ABAQUS软件的有效利用,可以大大提高效率,达到较好的效果。     

基于巨型钢框架-混凝土核心筒结构的模型构建

由巨型钢框架、巨型支撑、钢筋混凝土、伸臂桁架组成的巨型钢框架-混凝土核心筒结构主要用于高层建筑。本文简述其结构体系,并利用ABAQUS软件建立了有限元模型,从而进行了本构关系分析和网格划分。     

基于KPCA RVM的土石坝沉降预测模型研究

【目的】针对土石坝坝体沉降存在多变量、强耦合、强干扰的复杂问题,建立基于KPCA-RVM的土石坝沉降预测模型。【方法】利用核主元分析(KPCA)对输入向量进行降维处理,以减少因子个数,随后利用相关向量机(RVM)模型对土石坝沉降进行预测,并以平均相对误差为指标对预测精度进行评价。【结果】实例应用表明,KPCA-RVM模型将输入向量由14个降低到7个,预测结果的平均相对误差仅为0.9%,预测效果得到明显提升。【结论】利用KPCARVM模型对土石坝进行沉降预测,不仅可以减少输入向量个数,而且可以提高预测精度,可在实际工程中推广应用。     

土石坝心墙裂缝发展的扩展有限元模拟

由于土石坝水力劈裂过程复杂,关于其发展机理目前仍有争议。无论是总应力法还是有效应力法都不能计算裂缝的扩展过程。为了进一步研究土石坝水力劈裂的发展机理,参照混凝土材料损伤模型的建模思路,根据土石坝水力劈裂中裂缝的形成过程,并结合非饱和土的力学特点,提出了压实黏土的孔隙扩展模型和裂缝张开模型,用来描述土样裂缝产生前后的状态。借助扩展有限元方法,对裂缝的扩展过程进行了数值模拟。最后通过一个简单的算例,验证了该方法的可行性。该方法对于水力劈裂的数值研究有一定的参考价值。     

ANSYS的二次开发及其在土石坝有限元分析中的应用

利用ANSYS的APDL语言,编写了计算土石坝静力分析的线性有限元程序和非线性有限元程序.建模简单,使用方便,从计算实例看,计算结果较准确,取得了较好的效果.     

水利工程中土石坝渗透变形的成因及处理措施

近些年来,我国的水利事业取得了巨大成就,大量水利工程项目不断建成并投入使用,对国民经济的飞速发展起到了不可估量的促进作用。在众多的水利工程项目中,土石坝是十分常见的项目,土石坝由于其材料可以就地取材,施工相对容易,所以土石坝工程相对较多,在防洪调汛以及农业生产方面发挥了巨大的作用,但土石坝施工中,常常会遇到渗漏的情况,从而引起土石坝的变形,严重影响土石坝的安全,本文主要分析了土石坝渗透变形的形成原因,并给出了一系列相关处理措施,希望在水利施工方面有所帮助。     

隔震结构的非线性计算方法

分别采用两种模型，代表隔震支座的非线性滞回恢复力特性，对基底隔震结构的动力反应进行了研究。利用Newmark法和四阶显式Runge-Kutta法，对一建筑物在隔震前、后的地震反应进行分析和比较。结果表明：Wen微分滞回曲线可以较为准确地反应铅芯橡胶隔震支座的本构关系，其隔震效果比较明显。     

土石坝基岩渗流冲蚀破坏机理初探

土石坝常坐落在透水基岩上,在长期复杂的自然环境条件影响和各种内外力作用下,可能产生渗漏破坏问题,尤其是土石坝基岩渗流冲蚀破坏。文章基于土石坝渗流基本理论,建立了土石坝基岩冲蚀破坏概化模型,并结合美国提堂大坝进行了验证,研究结果表明土石坝防渗体的基岩渗流冲蚀破坏是导致坐落在透水基岩上的土石坝溃坝的根本原因,透水岩基防渗处理是防治土石坝基岩渗流冲蚀破坏的关键。     

浅析土石坝工程的施工及质量控制

本文主要分析了土石坝工程的施工要点,包括工程基础化处理、坝体防渗透处理、摊铺坝体材料处理、压实填筑料处理,并提出了土石坝工程施工质量控制的有效措施。     

波浪诱发海床液化的弹塑性数值模拟

波浪作用下海床的液化分析是海底管线、防波堤和海洋平台设计中必须仔细考虑的问题。基于循环弹塑性本构模型和二维广义Biot理论,建立了以土骨架位移和超静孔隙水压力表达的形式的有限元方程,并利用Newmark-逐步积分法求解时域动力方程,对海床在波浪作用下的分析表明,该方法能够较好地模拟波浪诱发海床液化的发展过程,通过变换波浪参数讨论了波浪周期对液化的影响。     

管板组合结构等效力学模型

通过将管板组合结构等效为正交各向异性板的方法,探讨该类结构的力学响应的计算方法.首先从平面问题本构方程出发,应用变形协调条件得到其等效材料参数,然后应用刚度分析法得到其等效厚度与等效密度,最后通过与3D有限元结果比较说明等效模型的正确性.