摩尔-库伦本构（Mor-Coulomb）

简介：
摩尔-库伦本构是材料科学中描述岩石、土壤等颗粒状材料在剪切应力作用下强度特性的理论模型。该模型由两个参数，即内摩擦角和粘聚力，来量化材料的抗剪强度。 摩尔-库伦本构模型是土力学和岩土工程领域的重要理论之一，用于描述土壤、岩石等散体材料的应力应变关系。该模型起源于20世纪初，由美国工程师卡尔·摩尔（Carl Mohr）和德国地质学家恩斯特·库伦（Ernst Coulomb）分别独立提出，并因此得名“摩尔-库伦”或“摩尔-库伦本构”。 在这个理论框架中，摩尔-库伦模型主要关注材料的破坏特性，包括剪切强度与破裂角。它假设当材料受压时会经历两部分变形：正应力下的线性弹性变形和剪切应力下的非线性破坏。通过内摩擦角φ和凝聚力c这两个关键参数来定义其行为。 内摩擦角φ代表了颗粒之间的相对滑动阻力，对于砂土而言即为堆积角度；当材料受到的外力超过这个临界值时就会发生位移或坍塌现象。而凝聚力c则反映了在没有侧向压力的情况下土壤抵抗剪切破坏的能力，在粘性土壤中尤为关键。 根据摩尔-库伦模型，剪切强度τ可通过公式[ τ = c + σ * tan(φ) ]计算得出，其中σ代表正应力、c为凝聚力值、φ则是内摩擦角。此理论在土木工程与岩土力学等众多领域有着广泛应用，并被集成到诸如ABAQUS和PLAXIS之类的计算机模拟软件中。 对于初学者而言，在进行二次开发时可以通过研究相关代码来进一步理解模型的数学表达及数值求解方法，从而更好地应用于实际问题。尽管摩尔-库伦模型在处理复杂行为方面存在局限性（如应变软化、塑性流动和时间依赖特性），但对于许多工程初步设计与分析任务而言仍然非常实用且有效。