基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法

作者：周兴涛; 盛谦; 崔臻; 朱泽奇; 胡之锋; 马亚丽娜

来源：岩土力学, 2018, 39(S1): 477-487.

DOI：10.16285/j.rsm.2018.0285

• 广义Hoek-Brown强度准则
• 屈服函数与塑性势函数
• C2阶连续函数
• 圆化

Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式迭代二阶收敛性丧失。提出基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法,使得棱角处函数曲面二阶连续可导,棱边上一致切线模量矩阵可精确计算。基于ABAQUS数值开发平台,采用FORTRAN语言编制Hoek-Brown准则理想弹塑性UMAT用户子程序,通过数值算例验证所提方法的正确性。

• 单位
  中国科学院武汉岩土力学研究所; 岩土力学与工程国家重点实验室; 中国科学院大学