屈服准则与材料模型：频谱分析核心

本文档是ABAQUS材料模型手册的一部分，主要讨论了各种材料行为的模拟方法，包括屈服准则、硬化模型以及适用于不同地质材料如岩石、土壤的专门模型。文档涵盖了霍克-布朗模型、土体硬化模型、小应变土体硬化模型（HSS）、软土模型以及蠕变模型等，详细阐述了这些模型的公式、参数定义和应用。 在"单个平面上的屈服准则-频谱分析基础"部分，描述了屈服准则的概念，特别是在一个平面上的应用。屈服准则定义了材料开始发生塑性变形的应力状态。局部塑性应变由公式(9.13)给出，它涉及到局部塑性势函数gj，该函数可以是库伦模型(9.14a)或拉伸阶段模型(9.14b)。屈服函数的零值代表屈服条件，一致性条件要求所有激活屈服函数在屈服点处为零，这通常涉及到找到一组非负塑性乘子以满足这些条件。 手册还介绍了ABAQUS中的不同材料模型，如霍克-布朗模型，适用于模拟岩石的行为，其公式和参数定义在4.1和4.3节中详细解释。此外，针对土体的模型，如土体硬化模型（各向同性），它基于双曲线关系来描述标准排水三轴试验，并且包含塑性体积应变的考虑。这些模型的参数选择和定义对于准确模拟土体行为至关重要，例如5.5节中讨论的帽盖屈服面。 小应变土体硬化模型（HSS）则关注于小应变条件下的行为，它使用双曲线准则描述刚度，并且在6.6节中讨论了模型初始化。软土模型则考虑了软土的各向同性和三轴应力状态下的屈服函数，适用于模拟软土地基的行为。软土蠕变模型则涉及时间相关的行为，包括一维蠕变的基本知识和三维模型，这对于长期工程如地基沉降分析非常重要。 此外，还有节理岩体模型，它考虑了材料的各向异性，并描述了三个方向上的塑性行为。最后，提到了修正剑桥粘土模型和NGI-ADP模型，这两个模型分别针对特定的不排水剪切强度和界面摩擦准则，适用于更复杂地质环境的模拟。 ABAQUS材料模型手册提供了丰富的信息，帮助用户理解和选择适合的模型来模拟各种材料在不同条件下的力学行为。每个模型都有其独特的公式、参数和适用场景，工程师可以根据实际工程问题选择合适的模型进行仿真分析。