非飽和土水力耦合模型及其數(shù)值實現(xiàn).pdf

1、自然界廣泛存在的土體，大多處于非飽和態(tài)。巖土工程師要面臨大量的非飽和土的工程問題，通常認為利用飽和土力學的理論分析和處理非飽和土的問題是偏于安全的，但這些處理問題的方法，仍處于半理論、半經驗的發(fā)展階段。
　　如何采用更加客觀科學的方法，對非飽和土的特性進行研究并加強與工程問題的銜接，是當前非飽和土力學發(fā)展中需要努力的方向之一。本文結合劉艷提出的固液氣三相耦合的非飽和土本構模型框架，對非飽和土水力耦合模型及其數(shù)值實現(xiàn)方法進行了研究，

2、探討了模型應用于實際的可能性，具體內容如下:
　　(1)結合實際情況，將固液氣三相耦合的非飽和土本構模型中液相對固相的影響參數(shù)及液相的更新參數(shù)進行簡化，并推導了適用于數(shù)值計算的非飽和土水力耦合模型。
　　(2)選用半隱式本構積分算法，推導得到了水力耦合的非飽和土的一致切線模量，運用FORTRAN語言開發(fā)本構模型計算的子程序，使其能向外輸出切線剛度矩陣并用于有限元計算。利用本構子程序對已有試驗進行模擬計算，將模型計算結果與已有

3、試驗結果進行對比，主要包括土體在等向固結、干濕循環(huán)以及三軸剪切等不同路徑下的行為特性。
　　(3)基于固液耦合思想，引入非線性的土水特征曲線模型，對土水特征曲線進氣值與體變的關系提出假設并應用于模型，詳細推導并編程完成新的土水特征曲線模塊下的數(shù)值計算更新，將模型計算結果與已有干濕循環(huán)試驗結果對比，考察了新的土水特征曲線模型的適用性。
　　(4)運用UMAT子程序二次開發(fā)功能，將本構模型擴展到ABAQUS大型有限元分析軟件中，