● 摘要
日前有限元计算分析是一个研究热点，其中的材料子程序开发也异常活跃。期间，国内外许多学者尝试将描述不同材料力学行为的本构关系在有限元软件ABAQUS中结合应用，以期能更好的指导理论分析和实际工程。作为以土、碎石等岩土材料为填筑材料的机场高填方填筑体，材料的复杂性决定了其沉降变形的复杂性。考虑时间效应UH模型考虑了固结沉降全过程中的蠕变效应，为研究沉降变形提供了一个新思路。
本文立足于对考虑时间效应的UH模型的理解，分析其在有限元程序开发的可行性，并确定采用半隐式向后欧拉算法以及弹塑性模型有限元开发中常用的弹性预测和塑性修正方法，完成了考虑时间效应UH模型与ABAQUS有限元软件的结合。并且通过对常规三轴试验结果的比较，验证了考虑时间效应的UH模型材料子程序的正确性。同时对山区支线机场高填方工程进行了数值模拟并得出相应的结论。本文具体所做工作可以概括为以下内容：
本文将考虑时间效应UH模型使用Fotran编写语言编写成有限元软件ABAQUS中的材料子模块，并对常规三轴压缩试验、常规三轴伸长试验建模计算验证。模拟结果显示，编嵌的材料子模块能够在反映超固结土剪缩、剪胀、硬化和软化的基础上还能够反映粘土的加载率效应、次固结系数β对沉降曲线的影响。初步验证了材料子程序的正确性。
本文针对机场高填方算例，应用考虑时间效应UH模型对高填方体进行了三维有限元分析，分析了高填方沉降变形规律和次固结系数对沉降影响规律，对计算结果进行了合理的阐述和解释。模拟结果较好的体现出固结全过程沉降规律，能够反映出荷载和时间作用下高填方沉降变形特点，体现了考虑时间效应UH模型在算例分析中的合理性。