نصب یک مدل رفتاری الاستوپلاستیک – ویسکوپلاستیک خاک در کد ABAQUS و اعتبارسنجی آن بر اساس نتایج آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا

2 دانشگاه بوعلی سینا/همدان/ایران

10.22060/ceej.2021.20253.7382

چکیده

تاکنون تلاش‌های زیادی برای مدلسازی رفتار مکانیکی مصالح خاکی انجام شده است. فرض آنکه پیش بینی رفتار خمیری خاک در برخی از مسائل مهندسی ارتباط زیادی با زمان ساخت ندارد باعث مغفول ماندن بعد زمان در بسیاری از مدل‌های رفتاری در ژئوتکنیک شده است. این در حالی است که خرابی‌های ناشی از نشست و یا ناپایداری گودبرداری‌ها و بسیاری مسایل دیگر از این دست به دلیل رفتار خمیری تابع زمان در خاک‌ها ایجاد می‌شود. همچنین در برخی پدیده‌ها همانند انفجار، زلزله و یا تحکیم مسئله زمان به شکل ذاتی مطرح است. از این رو نصب مدل رفتاری تابع زمان در کدهای اجزاء محدود که بتواند رفتار تابع زمان سازه‌ها در مهندسی ژئوتکنیک را به طور مناسبی پیش بینی نماید دارای اهمیت زیادی است. در این پژوهش یک مدل رفتاری الاستوپلاستیک – ویسکوپلاستیک از طریق سابروتین UMAT در کد اجزا محدود ABAQUS نصب شده است. این مدل با در نظرگرفتن رفتار غیر خطی الاستوپلاستیک – ویسکوپلاستیک از طریق مکانیزم‌های سخت‌شوندگی سینماتیک و همسان بخش عمده‌ای از محدودیت‌های مدل‌های رفتاری که تا کنون در کد ABAQUS نصب شده‌اند را مرتفع می‌سازد. نتایج حاصل از اعتبارسنجی تحت مسیرهای آزمایگاهی مانند خزش و اثر نرخ حاکی از ظرفیت و قابلیت بالای مدل در پیش بینی رفتار تابع زمان خاک‌ها است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Implementation of Constitutive Elastoplastic – Viscoplastic Model of Soil in ABAQUS Code and its Validation on Laboratory Results

نویسندگان [English]

  • Mohammd Maleki 1
  • seyed mohamad hashem bathayian 2
1 Faculty of Engineering Bu-Ali Sina University
2 Buali-Sina university/Hamadan/Iran
چکیده [English]

Many attemps have been made to model the mechanical behavior of soil materials. The assumption that predicting soil plastic behavior in some engineering problems don’t present a significant relation with construction time, has led to the neglect of the time effect in many constitutive models in geotechnical engineering. However, damage due to settlement or instability of excavations and many other such problems are caused by time dependent plasticity behavior of soil. Also in some phenomena such as explosion, earthquake or consolidation, the issue of time is inherently raised. Therefore, it is important to install a time dependent constitutive model in finite element codes that can properly predict the time dependent behavior of structures in geotechnical engineering. In this study, an elastoplastic-viscoplastic constitutive model via UMAT subroutine was installed in the ABAQUS finite element code. By considering the nonlinear elastoplastic-viscoplastic behavior with mixed (kinematic and isotropic) hardening mechanisms, this model removes most of the limitations of the constitutive models already installed in the ABAQUS code. The results of validation under laboratory paths such as creep, relaxation and rate effect indicate the high capacity and capability of the model in predicting the time - dependent behavior of soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Constitutive models
  • Elastoplastic &ndash؛ Viscoplastic
  • Abaqus
  • Soil viscosity
  • Kinematic Hardening