gts修正摩尔库伦和硬化土内容

1、MIDAGeotechnical and Tunnel analysis SystenLMIDAS/GTS GTS V200 升级内容01前处理功能02 材料本构03.单元04 分析功能05后处理功能02 材料本构1 修正的莫尔一库伦本构(Modified Mohr-Coulomb)修正的莫尔库伦本构是在莫尔库伦本构基础上改善的本构模型，适用于各种类型的地基，特别适用于象 沙土或混凝土那样具有摩擦特性的材料。修正的莫尔库伦本构用于模拟具有幕率尖系的非线性弹性模型和弹塑性模型的组合模型。如图.1所示， 修正的莫尔库伦本构的剪切屈服面与莫尔库伦本构的屈服面相同，压缩屈服面为椭圆形的帽子本构。另外，

2、 修正的莫尔库伦本构的剪切屈服面与压缩屈服面是独立的，在剪切方向和压缩方向采用了双硬化模型(Double Hardening) °莫尔库伦本构的偏平面形状为六边形，在计算顶点的塑应变方向时需要采用特别的数值计算方法。但是 如图.2所示，修正的莫尔库伦本构为了消除分析过程中的不稳定因素，偏平面采用了圆角处理，使计算的收 敛性更好。修正的莫尔库伦本构在p-q平面上采用了相尖流动法则，在偏平面上采用了非尖联流动法则(Nonassociated Flow Rule) °另外J如图1所示八使用p值，移动剪切屈服面可以反映莫尔库伦本构的粘聚力效果。修正的莫尔库伦本构的材料参数输入窗口如

3、下:1胆主型ZStjilAWNH?血mruE碍,说剛#1°LmJfti 芝ZfnPtrai/n'Slc(nf/iiM2Dec5临】勇划璀師El 1卑握内 号扛I ；平依醛平万间怦三轴试验的割线刚度(E50ref)三轴试验中极限强度的50%时的割线刚度主压密试验的切线刚度 (Eoedref)压密试验中参考压强下的弹性系数卸载/加载刚度(Eurref)卸载/加载时的弹性系数，一般取 E50值的3倍参考压强(Pref)三轴试验中的基准压强极限膨胀角极限状态下的膨胀角剪切破坏面的摩擦角剪切破坏面的最大摩擦角应力水平依赖的乘方具有幕流矢系的非线性材料的指数孔隙率孔隙率KNC正常固结粘土

4、的应力比超固结超固结2硬化土模型硬化土模型也是改善了莫尔库伦本构的材料本构，是由和硬土 Scha nz （1998）开发的适用于模拟软土 的最新材料本构尖系。如图3所示，在pi平面上的形状与普通的莫尔库伦本构相同，且使用内摩擦角（）、粘聚力（c）、膨胀角（）来描述极限状态的应力。但是与描述理想弹塑性状态的莫尔库伦本构不同，硬化土模型可以 模拟应力增量随应变逐渐减小的硬化现象。岩土强度采用三轴试验刚度（E5。）、三轴卸载刚度（曰）和固结仪荷载强度（Eoed）描述，所以比莫尔库伦本构更能准确地模拟地基。如图.3所示，硬化土模型的屈服面分别由描述剪切硬化和高约束应力状态下的帽子本构硬化的屈服面组成，

5、所以可以描 述各种应力状态。虽然地基刚度的平均值一般推荐使用Eur3E50和Eoed/ Eso 1，但是对于软弱地基或刚度比较大的地基，Eoe./Eso的值应取与实际接近的值（参考图4）。另外，因为硬化土模型中的地基刚度随应力在变化，所以可以模拟地基刚度随压缩而增加的情况，并且具有抑制体积过渡膨胀的膨胀限值和抑制过渡张拉 的张拉强度限值功能。c tan>图3硬化土模型在 p q%平面上的屈服面，在弹性区域使用张拉强度限值抑制过渡张拉Figure 1. Hyperbolic stress-stra in relati on in primary load ing for a stan da

6、rd drained triaxialFailure linetest T. Scha nz, 2000.图.4标准排水试验中第一次加载时的应力一应变双曲线相尖尖系硬化土模型的材料参数输入窗口如下：丰构侄型娱型莠型屣优土植也I刚度三利礎割姬度J53r<f) 25C0zoco王主雹试垃卩踐也叹 (Ejtoref)綽就曲睡冏厲(Irraf弹兰粽胀視呈卸营，加載茫松比正常酚1<|T5C0 rif/n 2|0.C7tgQn 20JC4|0.5|(J 210lu£/“£tWif/n 2卩忑6-?lff厂憧脸旬r抗扌區復 粘笊坤星 多黑奩度参数沙土粘土refE50使用偏加载

7、计算的弹性模量一般的MC本构的弹性模量软土 ： 2000 t/m 2中硬土 ：3000 t/m 2硬土 ： 4000 t/m 2与匚沏相同或54的值E oedref Eoed压缩试验中得到的弹性模量与匚湖相同或4/5的值 E 50refP oedCc2.3(1 e)ref E ur弹性卸载加载时的弹性模量卸载试验时的弹性模量或者为（用的3倍EsoJ 3P e，(1 2Eur2Cr2.3(1 e)kc弹塑性压缩模量*Cc或者*2.3(1 e)1 eks弹性膨胀模量*2Cr或者*2.3(1 e)1 em幕指数一般取ur卸载/再加载泊松比一般取refp基准压10 t/m2NCKo正常固结粘土的静止土压力系数 Ko1-sin (Jaky, 1944)+(P