基于離散元法的新拌混凝土流變學及其泵送過程的研究.pdf

1、混凝土泵送施工具有施工效率高、可施工范圍廣、施工效果可靠等優(yōu)點,因而在混凝土施工中被廣泛使用。但是,混凝土泵送施工過程中,尚有一系列諸如管道堵塞、管道磨損等問題存在,很大程度上影響了泵送施工優(yōu)點的發(fā)揮。新拌混凝土流變學行為的研究是解決混凝土管道堵塞和磨損等問題的基礎。近年來,數值模擬已成為研究新拌混凝土流變學行為的重要手段,由于新拌混凝土具有離散體的特點,因而離散元法在模擬新拌混凝土方面具有天然的優(yōu)勢。本文從數值模擬與實驗研究等方面研究

2、離散元在模擬新拌混凝土流變行為的可行性和有效性。
　　基于PFC2D的自定義接觸平臺,本文引入滾動摩擦機制與液橋模型,建立能表征新拌混凝土微觀結構的離散元接觸模型。對建立的滾動摩擦接觸模型的準確性及有效性進行分析,進行多種工況下的散體堆積實驗并與離散元模擬對比。采用離散元分別模擬了塌落度、L箱流動、V型箱流動、U型箱流動、潰壩試驗、剛球自由降落、同心圓筒回轉試驗,提升球試驗等新拌混凝土流變學行為,并與部分實驗進行對比。模擬結果與實

3、驗結果、文獻報道結果及理論分析結果吻合較好。分析了管道內混凝土的流動特性及壓力損失計算方法。基于離散元模擬,研究了泵送過程中管道堵塞的物理機理及其主要影響因素。基于離散元模擬,研究了泵送過程中泵送管道在彎管處的磨損機理,重點研究了泵送速度、彎管角度、粗骨料形狀等因素對彎管處受力規(guī)律的影響。
　　本文研究結果表明自定義滾動摩擦接觸模型能更好的模擬混凝土中粗骨料間的相互作用,通過參數調整,離散元能夠模擬新拌混凝土的流變學行為,并進而模