[发明专利]基于ABAQUS的土体地基液化研究方法

权利要求书

1.基于ABAQUS的土体地基液化研究方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在ABAQUS软件中二次开发Byrne液化模型：根据土体在地震过程中的液化变形性质，结合ABAQUS软件中二次开发平台，将Byrne液化模型嵌入ABAQUS的计算分析中，实现ABAQUS对土体地基液化过程的数值模拟；

步骤二：水平场地液化影响折减系数取值精细化处理：分析液化判别标准中规范法与数值模拟法间各参数的相互关系，通过逐渐改变抗液化指数I_N值，对水平场地地基模型液化过程的数值模拟，根据液化土层各参数变化规律，给出水平场地液化影响折减系数的精细化处理计算公式；

步骤三：倾斜场地的液化判别研究：在步骤二的基础上，对倾斜场地地基模型进行模拟，逐渐改变地基倾斜角度，根据液化土层的液化程度随倾斜角度的变化情况，给出不同倾角倾斜场地的抗液化指数与超孔隙水压比之间的对应关系，并根据此对应关系对倾斜场地液化指数进行修正，达到对倾斜场地进行液化判别的目的。

2.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的土体地基液化研究方法，其特征在于，步骤一的具体步骤如下：

步骤101)：假定单元的超孔隙水压力增量Δu与体积应变增量Δε_vd相关，其公式的简要表达式如下：

Δu＝E_rΔε_vd (1)

E_r为饱和土体的回弹模量，其表达式如下所示：

式中，σ_v0′为初始铅直向有效应力；u为超孔隙水压力,i为计算迭代次数；m、n、k₂为土体相关的经验常数；

Δε_vd为体积应变增量，其表达式如下所示：

式中，ε_vd为土单元累计体积应变，i为计算迭代次数；γ为第N次应力循环的剪应变；C₁、C₂为材料参数，可由标准贯入试验锤击数(N₁)₆₀确定，定义为C₂＝0.4/C₁，其中，(N₁)₆₀＝N/σ_v′，N为液化土层实测标准贯入锤击数，σ_v′为上覆土层有效压力；

步骤102)：在每一次应力循环后对土体材料的弹性模量进行折减，达到对其体剪切模量修正的目的，计算公式如下所示：

式中，E_n为第n周应力循环弹性模量；E₀为地震初始弹性模量；x为与土性有关参数；当土体完全液化时，取此时的应力循环弹性模量为地震初始弹性模量的1‰；

步骤103)：根据土体地震液化情况对模型的静、动力分析采用分开计算：

首先，在动力分析之前，对模型进行静力的流固耦合计算，并进行地应力平衡，此时得到的有效应力场、渗流场为震前的初始状态，将其结果导出作为动力计算的初始条件；

然后，对模型进行动力分析，基于ABAQUS二次开发平台，编写VUSDFLD子程序，在计算过程中通过场变量传递，读入静力部分的结果并赋予模型，并根据液化模型对土体地基的地震液化情况进行动力分析，给出地震过程中振动孔压上升模式和有效应力的变化过程，进而对其液化情况进行分析。