巖性材料動力抗剪本構(gòu)模型研究及其有限元實現(xiàn).pdf

1、巖性材料是一種率敏感性材料，巖性材料動力抗剪試驗研究表明，影響巖性動力抗剪強度的因素主要有兩方面：應變率強化效應和損傷弱化效應。然而，人們在用大型通用有限元軟件分析地震載荷作用下邊坡抗滑穩(wěn)定時，通常采用材料的靜態(tài)剪切參數(shù)進行動力分析，或?qū)Σ牧蠀?shù)提高一個系數(shù)，或是對抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)進行折減。主要原因是，現(xiàn)今大型通用有限元軟件如：ADINA、ANSYS、ABAQUS 等材料庫中的彈性材料、理想彈塑性材料、混凝土材料、摩爾庫侖材料本構(gòu)都建立

2、在靜力基礎(chǔ)之上，無法體現(xiàn)材料的動力特性。 我國很多大壩、電站建立在西部，而西部又是多震地區(qū)，對結(jié)構(gòu)抗震和邊坡抗滑穩(wěn)定分析至關(guān)重要，因此構(gòu)建適合巖性材料的動力抗剪特性的動力抗剪本構(gòu)模型以及在有限元中實現(xiàn)勢在必行。 本文主要進行了以下幾個方面的工作： (1)基于河海大學振動臺上的巖性材料動力抗剪特性的結(jié)果，總結(jié)加載速率或應變率對材料的兩個主要影響因素一應變率強化因子和損傷弱化因子的演化規(guī)律，為材料動力抗剪本構(gòu)模型打下

3、了基礎(chǔ)。 (2)借鑒Perzyna粘塑性基本理論，引進應變率強化因子和損傷弱化因子，建立了考慮損傷的巖性材料彈一粘塑性動力抗剪本構(gòu)模型。 (3)為了將本文的考慮損傷的巖性材料彈一粘塑性動力抗剪本構(gòu)模型應用到有限元中，本文利用通用程序ADINA提供的用戶自定義材料接口以及Fortran語言，編制了巖性材料動力抗剪本構(gòu)程序，擴展了通用軟件的功能。 (4)調(diào)用用戶自定義材料模型，對試驗模型進行有限元計算，與試驗結(jié)果進行