基于MPS方法的堆石混凝土填充流动数值模拟

发布时间：2022-02-09 04:11

　　建立了适合分析和预测堆石混凝土填充密实度的三维移动粒子半隐式法（MPS法）,其中将自密实混凝土视为单相均质非牛顿流体,并通过Bingham模型进行描述;使用MPS法对自密实混凝土扩展度试验进行数值模拟计算,并与解析解进行对比,以分析MPS法的计算收敛性和精度,验证该方法的准确性.在验证基础上,通过对L-B形箱试验进行数值模拟,分析了自密实混凝土在堆石孔隙中的流动特点,预测了堆石混凝土的填充状态,并针对屈服强度这一重要影响因素,对堆石混凝土的密实度进行了分析.研究表明:MPS法可以较好地模拟自密实混凝土在堆石体中的流动过程,预测堆石混凝土的密实度,从而为堆石混凝土工程的设计与施工实践提供参考依据. 

【文章来源】：建筑材料学报. 2020,23(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

坍落扩展度桶尺寸及MPS模型示意图

图1 坍落扩展度桶尺寸及MPS模型示意图图3描绘了粒子间距为8mm时,不同时刻下坍落扩展度试验过程中的流态图,模拟中共计10558 个MPS粒子.整个过程中SCC在自重作用下沉降并沿底板表面向四周扩散,当液体所受剪切应力小于自身屈服应力的时候,流动停止.

图4(a)给出了SCC流动停止后的最终流动状态;图4(b)显示了SCC流动过程中扩展距离L与扩展高度H之间的关系.由图4(b)可见,模拟流动结果与解析解之间的匹配较好,这证明了本文所用方法的正确性及其模拟Bingham流变材料自由表面流动的精度.另外还可看出,在L=0处2条曲线形状有较小的差异,原因是数值模拟结果更为准确,因为在停止计算时,流动停止,并且力必须处于平衡状态,而本文的数值模拟是以三维形式进行的,这意味着在对称平面上产生的力和应力必须为零;但解析解并非如此,解析解仅是根据流体本身屈服强度进行的对称的二维数值计算.图4 坍落扩展度SCC模拟流停最终状态

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3616348