巖土彈塑性通用數(shù)值平臺及其應(yīng)用研究.pdf

1、彈塑性問題是材料非線性問題中的一類重要問題，而巖土工程的彈塑性問題又有其自身的特點。目前已提出的巖土本構(gòu)模型數(shù)以百計，新的本構(gòu)模型更是層出不窮，但絕大部分都還停留在數(shù)學(xué)表達(dá)式上，很少能應(yīng)用于工程實際。因此本文重點研究如何建立一個通用的巖土彈塑性數(shù)值分析平臺，同時將巖土常用本構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)值實現(xiàn)，以便用于解決實際的巖土邊值問題。 傳統(tǒng)的程序設(shè)計一般采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，其程序的擴(kuò)展能力有限，代碼的重利用率低，調(diào)試復(fù)雜。而面向?qū)ο?/p>

2、的程序設(shè)計，由于程序具有封裝性、繼承性和多態(tài)性等優(yōu)點，使得程序設(shè)計概念清楚，調(diào)試容易，代碼的重利用率高，是現(xiàn)代程序設(shè)計的主要方法之一。本文采用面向?qū)ο蠓椒ǎ⒘藥r土通用彈塑性數(shù)值分析平臺及其本構(gòu)模型庫，對巖土彈塑性本構(gòu)模型的數(shù)值實現(xiàn)及應(yīng)用進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究，主要工作有： 1、通過引入面向?qū)ο蠓椒ǖ臄?shù)據(jù)封裝機(jī)制，構(gòu)建了彈塑性數(shù)值分析的基本類：單元分析類、整體分析類和數(shù)據(jù)管理類，在此基礎(chǔ)上建立了巖土彈塑性數(shù)值分析平臺，完成了對

3、數(shù)值分析共性的高度抽象； 2、對彈塑性本構(gòu)模型的數(shù)值實現(xiàn)中的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了劍橋模型、修正劍橋模型、tij粘土模型(中井粘土模型)、tij砂土模型(中井砂土模型)和拉德-鄧肯模型的數(shù)值實現(xiàn)格式； 3、建立了巖土彈塑性本構(gòu)模型庫，在模型庫的基礎(chǔ)上，采用很少的代碼便可實現(xiàn)彈性和彈塑性本構(gòu)模型。具體實現(xiàn)了劍橋模型、修正劍橋模型、tij粘土模型(中井粘土模型)、tij砂土模型(中井砂土模型)和拉德-鄧肯模