建筑物的自由振动和地震分析(2)---土的本构模型(HS Small)

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1 引言

当根据岩土工程勘察的结果定义土层之后【建筑物的自由振动和地震分析(1)---定义土层】，下一步需要对每个地层创建本构模型，包括输入对应材料模型的参数值。这是数值模拟最难的一个步骤，也是计算岩土力学的一个研究方向---不断发展新的岩土本构模型。创建材料的步骤很简单，在2D和3D中的操作步骤相同，打开材料集(Material sets)，选择合适的本构模型，输入需要的材料参数值，然后把创建的数据集分配给相应的土层。

无论是上层的松散砂还是下沉的致密砂，都具有小应变刚度的硬化土模型(Hardening Soil model with small-strain stiffness)特性，即土层有固有的滞回阻尼(hysteretic damping)，这种特性特别适合于模拟动力学问题。因此本题两层土的本构模型均选择HS Small。本文主要讨论了HS Small本构模型的刚度参数和强度参数含义及其参数的优化方法。

2 HS Samll模型

HS Small模型特别适合于模拟具有滞回阻尼的土层【贯入桩/沉桩(Driven Piles)的有限元模拟；软土地层开挖和支护模拟(Excavation and Support of Soft Soil)---Part 1】，排干类型选择Drained, 这意味着刚度和强度参数都按有效应力计算，不产生超孔隙压力。