基于热力学的临界状态模型的返回映射算法及实现

相对于其他临界状态模型，基于热力学的临界状态（tcs）模型不需要引入塑性势假设，能够自动满足热力学定律。通过对tcs的修正，使其能够模拟初始k0固结的影响，利用了返回映射算法进行了tcs模型的abaqus本构二次开发，通过与abaqus内嵌的修正剑桥模型（mcc）计算结果的对比，证实了该程序的可靠性。对模型中的2个控制屈服面形状的参数进行了讨论，分析了它们对应力-应变关系与剪胀关系的影响，修改tcs模型参数可以实现非椭圆的屈服面，进而拓展了模型的适用范围，不同的参数对于屈服面形状和大小的影响也有所不同。同时还比较了采用考虑k0固结及旋转硬化的tcs模型与不考虑k0固结及旋转硬化的mcc模型所得到的应力-应变关系与剪胀关系的差异。对于真实土体，k0固结及旋转硬化是土体的基本力学特性。最后证明了tcs模型较mcc模型（模型中没有考虑旋转硬化与k0固结对硬化规律的影响）可以很好地模拟该特性，所以更加有效。