第25卷增刊 2004年11月收稿日期：2004-07-15作者简介：朱向荣，男，1961年生，浙江大学岩土工程研究所教授，博士生导师，浙江大学宁波理工学院副院长。主要从事软粘土力学、基础工程和环境岩土工程等方面的研究。E-mail: zhuxr@nit.net.cn文章编号：1000－7598－(2004) 增－0144－05 ABAQUS 软件中部分土模型简介及其工程应用朱向荣1, 2 王金昌1(1.浙江大学 岩土工程研究所，杭州 310027；2.浙江大学 宁波理工学院，宁波 315104) 摘 要：介绍了ABAQUS 软件中部分土本构模型，包括扩展Drucker-Prager 模型和Mohr-Coulomb 模型，探讨了二者的关系及扩展Drucker-Prager 模型的适用性。通过分析得出了当内摩擦角>22º 时，不能采用Drucker-Prager 模型逼近Mohr-Coulomb 模型，当内摩擦角≤22º 时则可以代替。并介绍了服从弹性库仑摩擦本构模型的三结点接触单元。以筒桩工程实例为算例，分析了筒桩内外侧摩阻力发挥性状，给出了荷载沉降计算曲线，并与实测曲线进行了对比，二者吻合较好，说明了有限单元法的有效性。关 键 词：ABAQUS 软件； Mohr-Coulomb 模型；Drucker-Prager 模型；接触单元；筒桩 中图分类号： TB 115 文献标识码： A Introduction to partly soil models in ABAQUS Software andtheir application to the geotechnical engineering ZHU Xiang-rong 1,2 , WANG Jin-chang 1(1 Institute of Geotechnical Engineering , Zhejiang University, Hangzhou 310027,China;2 Ningbo Institute of Technology , Zhejiang University, Ningbo 315104,China)Abstract: Firstly, partly soil constitutive models are introduced including the extended Drucker-Prager model and Mohr-Coulomb model. The relationships between Mohr-Coulomb and Drucker-Prager model, the applicability of the extended Drucker-Prager model are discussed. Through discussions the Drucker-Prager model can be fit to Mohr-Coulomb model when the inner friction angle is large than 22 degree, it can be fit to Mohr-Coulomb model when the inner friction angle is less and equal 22 degree. Secondly, the three nodes contact element obeying the elastic Coulomb friction constitutive model is presented. At last, The law of the inner and outer friction force in the tubular pile is analyzed. The calculated and the measured curves of the load-displacement are put forward based on the tabular piles engineering. The results are satisfied. At the same time it shows than the FEM is valid to analyze the characters of tubular pile capacity.Key words: ABAQUS Software; Drucker-Prager model; Mohr-Coulomb model; montact element; tubular pile 1 引 言对于一个具体岩土工程问题可以通过解析法、数值模拟和室内外试验三种方法进行研究。每一种研究方法都有其优缺点，能够获得解析解的模型一般来说都比较简单，但可以通过试验提出一些修正系数用于工程实践。数值方法考虑的影响因素可以更多些，模型更符合实际些，但由于岩土工程固有的复杂性使得数值模拟方法在也只能在一定程度上的逼近实际工程问题。基于这些原因，对岩土工程问题进行分析时，需要联合应用三种方法。数值模拟方法一般分为有限单元、有限差分和离散元等。在实际工程中应用最为广泛的为有限单元法，随着CAD 和CAE 技术的发展，有限元软件在各行各业的工程分析中获得了广泛应用。有限元软件商业化更促进了其在实际工程中的应用，从而获得进一步发展。本文主要以ABAQUS 软件为基础，介绍其适用于岩土工程分析的部分土模型，并对筒桩进行数值模型分析。2 基本理论2.1 屈服准则Mohr-Coulomb 屈服准则为描述岩土工程材料最常用的准则，该屈服准则的控制方程为
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