基于ANSYS-UPFs的岩土等效线性模型二次开发

金海 黄明镇 高宇航 曾勇文

摘要：岩土在动荷载作用下的应力-应变关系非常复杂，在进行土石坝有限元动力分析时，需要选择合适的岩土本构关系模型。基于黏弹性理论的等效线性本构关系模型因其计算效率高、计算结果合理而得到广泛使用。使用ANSYS平台的User Programmable Features（UPFs）开发了基于黏弹性理论的等效线性本构关系模型。使用 SHAKE91说明文件中的经典案例对比分析和土石坝的地震反应分析进行有效性验证，所得结果符合一般规律，验证了该模型的可靠性。结果表明：以ANSYS平台为基础开发的等效线性模型可用于复杂的三维岩土结构的动力分析。研究成果为大型岩土结构工程的动力分析问题提供了一种新的选择。

关键词：岩土等效线性模型;二次开发;ANSYS;岩土动力分析

中图法分类号：TU435文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.08.014

文章编号：1006 - 0081（2021）08 - 0073 - 04

土石坝等岩土结构动力分析研究的主要难点在于构造有效的土体应力-应变模型来模拟岩土结构在动力作用下的响应。1966年Clough[1]将有限单元法引入岩土力学领域后，Dibaj[2]、Idriss[3]等相继提出了岩土结构的非线性分析方法，直到1972年，Hardin和Drnevich[4]把土体作为黏弹性材料，提出了可以反映土体材料非线性和黏滞性的Hardin-Drnevich等效线性模型。1996年，沈珠江[5]结合等效线性黏弹性模型以及残余应变经验公式，提出了沈珠江等效黏弹塑性模型，可直接计算土石坝在地震作用下的残余变形，又根据大型振动三轴试验结果，对堆石料动力本构模型作了系统研究，改进了堆石料的等效黏弹性模型，在后续土石坝的动力研究中被广泛应用。……