ABAQUS 原始邓肯张模型模拟3D比奥固结沉降

邓肯张模型(duncan-chang model)模拟3维比奥固结(biot consolidation)沉降

1、 模型建立

建立一个10m*10m*10m的土体，干密度为1.8t/m3，水的容重为10kN/m3，假设地下水位与土体地面齐平，即土体为饱和土。

土体本构为原始邓肯张模型(duncan-chang model)：该本构为非线性弹性本构，弹性模量和泊松比随着围压的变化而发生变化，包含11个材料参数，通过子程序UMAT使邓肯张模型的应力应变关系在ABAQUS中得以实现。

模型边界条件：

1） 土体底部固定，四周边界仅允许发生竖向沉降位移，土体在自重及初始围压50kPa下进行预固结；

2） 模型只能通过表面进行排水；

3） 在取得地应力平衡后，在土体顶部施加200kPa压强使土体发生固结沉降。

模型初始条件：

1） 模型初始固结压强为50kPa，在自重（重力加速10m/s2）条件下，在ABAQUS中建立初始地应力平衡（即，初始有效应力平衡）；

2） 模型初始孔隙率为1.5（即，初始孔隙率的平衡）；

3） 模型假设孔压呈线性分布，顶面孔压为0，底部初始孔压为100kPa（即，初始孔隙水压力平衡）；

4） 赋予模型状态变量：历史上最大的偏应力，固结应力和应力水平。

2、 模拟结果

模拟结束时的孔隙水压力分布图

模拟结束时的土体有效应力分布图

土体表面的时间应变曲线

土体表面的时间沉降曲线

土体的初始固结压力（赋予土体的初始状态变量）