土体的亚塑性模型及其数值实现与应用

论文摘要

亚塑性模型是新近提出的一个土体本构模型。亚塑性理论弥补了传统的弹塑性理论的某些缺陷,以不同思路另辟蹊径,应用更加广泛。为了更好的描述压力水平和密实度对材料特性的影响,临界状态法也己经被用在亚塑性模型中。相对于现有的数值计算方法,学者们提出了一种新的数值方法一无网格法,它能够克服现有数值计算方法的一些不足。无网格法利用插值或近似函数来构造试函数,加上加权残值法和变分原理建立系统方程得到数值解答,而不是使用相互联结的单元来离散问题域。本文主要介绍了亚塑性模型,并开发了亚塑性模型的数值计算程序。对岩土工程中得常见问题如边坡稳定性、基坑支护等分别进行了有限元和无网格RKPM方法的计算,来验证亚塑性模型的功能和计算程序的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 亚塑性本构理论研究概况
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 亚塑性理论与实现
• 2.1 亚塑性理论简介
• 2.2 颗粒组
• 2.3 亚塑性结构
• 2.4 函数表达式的确定
• 2.5 向密性和正压性
• 2.6 参数的确定方法
• 2.6.1 临界摩擦角
• ?和指数n'>2.6.2 颗粒硬度h_?和指数n
• 2.6.3 上限、下限和临界孔隙比
• 2.6.4 指数α
• 2.6.5 指数β
• 2.7 本章小结
• 第三章 亚塑性模型的有限元应用
• 3.1 在边坡工程中的应用
• 3.2 边坡的渐进破坏及稳定分析算例
• 3.2.1 均质基坑放坡开挖软化分析
• 3.2.2 侧向土压力系数取值对基坑放坡开挖计算的影响
• 3.3 基坑支护分析实例
• 3.3.1 基坑支护的计算模型
• 3.3.2 基本参数
• 3.3.3 计算结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 无网格法在边坡工程中的应用
• 4.1 无网格法简介
• 4.2 几种主要的无网格法
• 4.3 RKPM法求解小变形弹塑性问题
• 4.4 无网格方法数值技术
• 4.4.1 无网格数值模拟方法的简单数学描述
• 4.4.2 基于移动最小二乘（MLS）的求解方法
• 4.5 无网格技术的大变形描述
• 4.6 超大变形分析无网格法并行计算例子
• 4.7 无网格方法并行计算方面的问题
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录：亚塑性本构模型计算程序