基于有限状态机实现Davidenkov本构模型的研究

摘要

为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题，基于有限状态机(FSM)原理，提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法；通过对两种编程方法的对比，认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序；随后对Davidenkov本构模型滞回曲线进行修正，提出两种滞回曲线构造形式：指向失效点型和指向修正点型。改进的Davidenkov本构模型纠正了“n倍法”模型在失效后，剪应变反向达到上限，而剪应变未进入失效状态的缺点，使得改进的Davidenkov本构模型在模拟土动应力-应变关系时更加合理，尤其是指向失效点模型在多次加卸载作用下，对土体剪切刚度的模拟情况更为精确；为验证基于FSM编制的本构程序具有可维护性强、二次开发简单等特点，依据FSM结合数表驱动的方法编制了Davidenkov及其修正的本构模型程序，以验证该方法的有效性与正确性。

关键词

岩土动力学 / 非线性本构模型 / 有限状态机 / Davidenkov本构模型 / 二次开发