第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 土的压缩特性 2
1.3 土的剪切特性 4
1.4 土的小应变刚度特性 8
第2章 小应变刚度特性试验及其规律 10
2.1 常规试验方法及原理 10
2.1.1 现场测试法 11
2.1.2 实验室测试法 12
2.1.3 不同方法的比较与讨论 16
2.2 土体小应变刚度特性规律 18
2.2.1 非常小应变条件下的剪切模量 18
2.2.2 刚度随应变的衰减规律 20
2.3 小应变刚度特性的影响因素 21
2.3.1 试样扰动 21
2.3.2 各向异性 22
2.3.3 当前状态及应力历史 22
2.3.4 应力路径 23
2.3.5 应变速度和循环加载 24
2.3.6 土体老化 25
2.3.7 土体饱和度 25
2.3.8 砂土颗粒级配、颗粒大小和颗粒形状 27
第3章 小应变刚度特性数值试验及微观机理 29
3.1 基于离散元方法的数值试验 29
3.1.1 离散元方法简述 29
3.1.2 数值试验方案 30
3.2 数值试验的实现及结果分析 31
3.2.1 颗粒规则排列试样的刚度模拟 31
3.2.2 颗粒随机排列试样的刚度模拟 36
3.2.3 小应变刚度各向异性 39
3.2.4 小应变刚度随应变的退化 45
第4章 小应变刚度特性模拟方法及本构开发 47
4.1 小应变刚度特性本构模拟方法 47
4.1.1 非常小应变范围剪切模量方程 47
4.1.2 非线弹性类本构模型 47
4.1.3 弹塑性类本构模型 49
4.1.4 块串模型 50
4.1.5 小应变模型优缺点 50
4.2 小应变刚度特性本构开发 51
4.2.1 非线弹性小应变本构方程的选择及修正 51
4.2.2 小应变剪切模量修正公式的扩展 54
4.2.3 应用一：天然黏土小应变弹塑性模型 55
4.2.4 应用二：砂土小应变弹塑性模型 59
第5章 有限元二次开发 61
5.1 有限元二次开发概述 61
5.1.1 数值计算及有限元概述 61
5.1.2 高斯点应力积分方法 64
5.1.3 耦合固结分析概述 65
5.2 基于ABAQUS的有限元二次开发 66
5.2.1 ABAQUS基本介绍 66
5.2.2 编写UMAT子程序 67
5.2.3 UMAT子程序的使用 68
5.3 各向异性黏土弹塑性模型导入 70
5.3.1 初始化部分的程序编写 70
5.3.2 弹塑性模型的切面数值算法及程序编写 73
5.3.3 考虑小应变刚度特性的各向异性弹性程序编写 81
5.4 常规室内试验验证 86
5.4.1 各向同性压缩 86
5.4.2 一维压缩试验 87
5.4.3 三轴试验 88
第6章 工程应用 91
6.1 小应变本构模型的工程应用 91
6.1.1 TNEC基坑 91
6.1.2 结果分析 96
6.2 黏土地层隧道开挖模拟 97
6.2.1 数值计算模型 98
6.2.2 小应变对隧道开挖引起的地层沉降影响 99
参考文献 101