基于对数动骨架的可考虑液化大变形本构

可用于液化分析的本构模型在土层地震反应分析时难以模拟液化后引起的饱和砂土大变形反应,且适用于饱和砂土场地地震反应分析的非线性时域大变形本构的研究也相对较少。现针对饱和砂土液化大变形条件下的动力反应分析缺少相应的时域大变形本构开展研究,以期通过试验分析和理论研究提出一种可行的、简单适用的时域大变形本构。基于不排水循环三轴试验数据分析得到的饱和砂土液化后大变形应力-应变行为的规律,提出适用于饱和砂土液化后大变形的加卸载准则。结合笔者提出的基于对数动骨架曲线的有效应力本构,得到能定量描述饱和砂土液化大变形途径的大变形本构。该本构依据实际试验结果,可以系统地模拟饱和砂土整个液化过程的变形规律。通过自行编制的土层地震反应分析程序Soilresp1D,实现了含可液化饱和砂土场地动力反应分析,结果表明,基于对数动骨架本构、有效应力修正对数动骨架本构及液化大变形本构提出的时域非线性大变形本构能直接应用于含饱和砂土场地的动力反应分析。

对数动态骨架本构模型的多维实现及其在ABAQUS中的应用

对数动态骨架本构以对数函数作为骨架曲线,引入“修正动骨架曲线”和“阻尼比退化系数”的概念,考虑试验阻尼对滞回曲线的影响,实现试验阻尼和滞回阻尼在数学上自洽的非线性动力本构。该本构只适用于一维土层场地时域非线性地震反应分析。基于对数动态骨架本构函数关系式,给出对数动态骨架参数的求解方法,并推导出加卸载曲线的时变切线剪切模量。通过ABAQUS软件的操作平台和等效剪应变算法,开发了基于对数动态骨架本构模型的显式子程序模块,该模型适用于二维和三维土层场地非线性地震反应分析。选取含软弱淤泥质土层场地作为计算模型,将从基岩输入不同加速度峰值的EI centro地震动的数值模拟结果进行对比,验证可考虑土体阻尼效应的对数动态骨架本构以及开发子程序的合理性和可用性。