基于修正Mohr-Coulomb准则的岩土材料本构模型子程序开发

作     者：冯捷讯 潘鹏 

作者机构：清华大学土木工程系 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFC3803002) 

主　　题：修正Mohr-Coulomb准则 应力更新算法 本构模型 用户子程序 Abaqus 

摘      要：Mohr-Coulomb准则在岩土工程有限元分析中应用广泛，既有研究表明Abbo-Sloan提出的修正Mohr-Coulomb准则比传统Mohr-Coulomb准则具有更好的数值稳定性。然而，现有通用有限元分析软件均未提供基于该准则的岩土材料本构模型。此外，现有基于修正Mohr-Coulomb准则的本构模型子程序存在数值精度和稳定性不足的问题。本文针对修正Mohr-Coulomb准则提出了一种新的应力更新算法，给出了相关参数计算公式和该算法的实施步骤。以通用有限元程序ABAQUS为平台，开发了相应的UMAT子程序。通过土体单元常规三轴压缩算例和岩土工程边坡稳定性分析算例对开发的UMAT子程序进行了测试。算例结果表明，基于修正Mohr-Coulomb准则的UMAT本构模型子程序具有较高的计算精度和良好的收敛性。