等效线性动力模型在ADINA中的实现

摘 要 ： 有 限 元软 件 Ａ Ｎ 的 开发 平 台上 开 发 出三 维 等 效线 性 动 力 模 型 ．应 用该 模 型分 别 与正 弦 应 力 在 ＤＩ Ａ
波作 用 下 粘 弹 性 体 应 变 理 论 解 和 一 维 地 基 场 地 地 震 反 应 分 析 的 Ｓ ＫＥ １ 算 结 果 进 行 对 比 ， 果 表 明 ， ＨＡ ９ 计 结 编 制 的 模 型 能 较 好 地反 映岩 土 体 剪 切 模 量 与 应 力 的 关 系 、 土体 的滞 回阻 尼 特 性 和 剪切 模 量 、 尼 比随 剪 岩 阻
将 ＡＤ ＮＡ 提 供 的 ｏ １ ． （ 于二 维单 元 ） ｏ １ ｆ用 于三 维单 元 ） 的相应 代 码替 换 为 自定义 Ｉ ｖ３＊ ｆ用 或 ｖ４＊． （ 中 的本 构 关 系程序 语 句 ； 修改 Ａ Ｉ 提供 的 面对 不 同求 解 器的 Ｍａ ｅｉ ② Ｄ ＮＡ ｋ ｆｅ文件 ， 译后 形 成动 态链 ｌ 编 接 库 文 件．对 本 文 中三 维 等效 线 性 模 型 的 开发 而 言 ， 令 Ｍａ ｅｉ ．ｄ ｓ 件 中 的参 数 ＭＡＴ３ 须 ｋ ｆｅ ａ ｕｒ文 ｌ Ｄ— Ｏ Ｊ ｖ４） ｖ １ ｂ ， Ｂ —ｏ １１ｌ ｅ． ｊ 然后 在 Ｅ ） ｔ ｏ ＫＳ命令 窗 口下 通过 ｎ ｋ ／ ｋ ｆｅ ａＵＥ 令 编译 生 成 动态链 接 ｍａ ｅｆ ｍａ ｅｉ ．Ｓ Ｓ 命 ｌ
在 基 于 等 效 线 性 方 法 的 程 序 中， 目前 仅 有 一 些 程 序 提 供 了前 、 处 理 的 功 能 ， 如 二 维 的 后 比 ＱＵＡＫＥ Ｗ ；而大 部分软 件都是 基于 Ｄ Ｓ系统下 的一维 或二维 程序 ， 、 ／ Ｏ 前 后处 理工 作烦 琐 ， 用还 不 使 是很 方便 ．另外 ， 一些大 型有 限元 商业 软件 如 ＡＤ ＮＡ、 Ｂ ＱＵＳ等具 备友 好 的用 户界 面和 强大 的建 Ｉ Ａ Ａ 模功 能 ， 并能 处理 开 挖 、 期施工 、 分 接触 等 复杂 的工程 问题 ， 但缺 点是 并未 提供 岩 土体 专用 的静 、 力 动
型 ．这 些模 型需 要大量 的参数 和较 为复 杂 的参数 确定 过程 ， 上计算 费用和计 算 时 间效率 的限制 ， ］ 加
非线 性 分析 往往 只用 于 一维 场地 反应 分析 ， 大型 复 杂结构 的三 维分 析 中还 较少 应用 ．而等 效线 性 在
模型则 通过 迭代 的方 法 来近 似地 反映 土体 的非 弹性 和 非线性 ．这种 方法 计算 效 率高 ， 大 多数情 况 且 下 郝能提 供较 合理 的结果 ， 目前 等效线 性方法 仍然是 生产应 用 中的主流．５３ Ｅ６ －
岩 土地 震 反应 分 析一 般 可分 为 等效 线 性 和 非线 性 两大 类口．非线 性 方 法理 论 上 更 符合 物 理 概 ］
念． 能反 映孔 压积 累、 残余 变形 等现 象 ， 非线 性分 析 的准 确程 度依 赖于所 选 用 的本 构模 型． 目前分 析 程序 巾的非线 性 模型要 么 简单 ， 如摩尔 库 仑模型盟 ；要 么复杂 ， 如边界 面模 型 和多重 塑 性屈 服面模
！ ！
ｌ ｌ ｌ
Ｖｔ１ Ｎｆ 】．Ｉｌ ） ．
ｆ ｌ
Ｎ（ Ｊ 、． ¨８
等 效 线 性 动 力 模 型 在 Ａ Ｉ 中 的 实 现 Ｄ ＮＡ
费 康 ｈ ，郑 憩
（ ．扬 州 大学 土 稚 研 究 所 ． Ｉ 扬 州 ２ ５ ０ ； ．北 京林 业 大 学 园 林 学 院 ．北 京 １ ０ ８ ） １ 江， ｊ ： ２０９ ２ ０ ０ ３
便 、 用 的工具 ． 实
１ Ａ ＮＡ 中等 效 线 性模 型 的实 现 ＤＩ
ｊ １ 用 户 自 定 义 材 料 接 口介 绍 ，
Ａ ＮＡ ８ １版本 的开发 环境 为 Ｃ ｍｐ ｑＶ ｓａ Ｆ ｒ ａ ． Ａ ＤＩ ． ｏ ａ ｉ ｌ ｏｔ ｎ６ ６ ．用 户 自定 义材 料 的过 程包 括 ： ｕ ｒ ①
应 变 变 化 的 特 性 ， 岩 土 地 震反 应 分析 提 供 了一 种 可 供 选择 的手 段 ． 为 关 键 词 ： 效 线 性 模 型 ； 维 有 限 元 ；地 震 反 应 分 析 ；Ａ Ｉ Ａ 有 限元 程 序 等 三 ＤＮ 中图 分 类 号 ： Ｕ １５ Ｔ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：１ ０ —８ ２ ０ ） ４ ０ ．— ５ ０ ７ ２ Ｘ（ ０ ８ ０ —０ ７ ０ ｔ １
库 ｒ ｕ ｒｄ１ ｑ ｓ． ｌ ｄ ．
１２ 用 户 自定 义 材 料 子 程 序 的 结 构 ．
三 维 用 户 自定 义 材 料 子 程 序 （ 以下 简 称 Ｃ Ｅ ） 主 要 目的 是 对 单 元 的 每 个 积 分 ＵＳ Ｒ３ 的 ＿根 据 ＡＤ ＮＡ传来 的参数 变量计 算 出应 力增 量 ． 给 出馍量 矩阵 ．下 面 介绍 几个最 重 要 的参 量 （ Ｉ 并 数 ） ：
收 稿 日期 ： ｒ Ｏ ０ ） ８～ ｌ １
基 金项 目：扬 州 大 学 高 层 次 人才 科 研 启 动 金 资 助 项 口
＊ 联 系 人 ．Ｅ ｍａ ：ｋｅ＠ｙ ｕ ｅ ｕ ｃ ｉ ｆ ｌ ｉ ｚ．ｄ ．ｎ
： １ ； 期 动 力 模 型 在 ＡＩ ＮＡ 巾 的 实 脱 等 ） Ｉ
本构 模 型 ， 岩 土地 震工 程 中的应 用范 围还 很 有 限．一 些学 者结 合商 业有 限元 软件进 行 了岩 土体 静 在
力本 构模 型 的 二次 开发 ， 如邓肯非 线性模 型 ＿ 、 ８ 沈珠 江双屈服 面模 型等 ， 在 Ａ ＮＡ 中开发岩 土 ｊ ］但 ＤＩ
体 硝 力本构模 型的研 究还 较少．为此 ， 者拟利 用 ＡＤ ＮＡ 提供 的二 次开 发接 口， 三维 等效 线性 模 笔 Ｉ 将 型编 入到 Ａ ＮＡ 中 ， ＤＩ 以扩 展 ＡＤ ＮＡ 软件 的应用 范 围 ， Ｉ 可望 为岩 土地 震反应 分 析提供 可 供选 择 的方