地质学论文_基于OpenSees的砂土本构模型对比研

文章目录

0 引言

1 饱和砂土本构模型简介

1.1 PDMY模型

1.2 Stress Density模型

1.3 Manzari Dafalias模型

1.4 CycLiqCPSP模型

2 数值模型途径

2.1 数值模型建立

2.2 模型输入参数确定

3 计算结果分析

3.1 加速度响应

3.2 超孔压响应

3.3 位移响应

3.4 剪应力-剪应变响应

3.5 平均有效应力路径响应

4 结论

文章摘要:饱和砂土液化是由地震引起的一种最常见的工程地质现象,也是造成重大地震灾害的主要原因之一。由于成因的复杂性和所造成灾害的严重性,饱和砂土液化一直是土动力学和岩土地震工程研究领域的重要课题。针对饱和砂土液化问题,基于开源地震工程数值计算平台OpenSees,对材料库中的4种砂土本构模型进行数值计算。采用二维u-p单元模拟土颗粒位移和孔隙水压力,分析和对比4种模型在循环动力荷载作用下的加速度、超孔隙水压力、位移、剪应力-剪应变和平均有效应力路径方面的响应结果。研究结果表明:（1）砂土对输入加速度表现出一定的放大效应,对于不同的模型,该放大效应存在一些差异;（2） Stress Density模型在循环动力荷载作用下易产生永久变形;（3）在循环动力荷载作用下,PDMY模型和CycLiqCPSP模型的强度逐渐降低,直到完全消失;（4） Stress Density模型和Manzari Dafalias模型在循环动力荷载下表现出明显的剪胀效应。研究成果对砂土液化的数值模拟问题具有重要的理论价值,可为饱和砂土的液化模拟和砂土本构模型的选取提供参考。

文章关键词:

项目基金:《数值计算与计算机应用》 网址: http://www.szjsyjsjyy.cn/qikandaodu/2022/0126/1123.html