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劈裂注浆过程的二维颗粒流的模拟研究
  • ISSN号:0438-0479
  • 期刊名称:《厦门大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU411.93[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津大学建筑工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB732106)
中文摘要:

针对现有数值方法对土体劈裂注浆过程中裂缝产生和发展过程模拟困难的现状,采用土体颗粒与"域"耦合作用反映裂缝形成过程,颗粒的填充反映浆液侵入过程,从而建立了可模拟、能观察裂缝的产生、展开的劈裂注浆全过程的颗粒流模型.颗粒流模拟的劈裂注浆的展开过程和起劈压力与已有理论分析及试验所得规律基本一致,说明运用颗粒流模型从细观的角度研究土体劈裂注浆问题是可行的.在对模型进行验证的基础上,对比了不同注浆压力下,浆液扩散半径、周围土体应力以及孔隙率的变化规律.结果表明:扩散半径随注浆压力的增大先增大后减小,最后趋于稳定,存在最优注浆压力;裂缝的产生对距离注浆点较近土体的主应力、孔隙率产生显著影响,导致主应力与孔隙率的变化较距注浆点较远的土体更为复杂.工程实例模拟表明,颗粒流模型能很好地反映工程现象,对工程实践具有一定的指导意义.

英文摘要:

For the purpose of considering the difficulty of simulating the cracks initiation and development during the process of frac- ture grouting with the conventional numerical methocls,a new particle flow model is established to simulate and offer a view of the whole process, which contained cracks initiation, slurry intrusion and development of cracks in the soil. The coupling between the soil particles and "domain" is developed to reflect the process of cracks initiation,and the filling of the particles is adopted to reflect the process of slurry intrusion in the model. The whole process and fracturing pressure of the fracture grouting simulated by the particle flow model fit well with the existing theoretical analyses and test results,so that it is feasible to study the fracture grouting by using the particle flow model. Based on the verification of this model, the slurry diffusion radius, stress, and porosity of the soil are analyzed under different grouting pressures. Finally, the results show that diffusion radius increases with the increase of grouting pressure, while after the peak point, the diffusion radius decreases and then tends to be stable, indicating the optimal grouting pressure exists. The initiation of cracks exerts a significant impact on the stress and porosity of the soil near the grouting point,making them change more complexly than the soil far away from the grouting point. Through the analysis of engineering example using the particle flow model, the model can reflect the engineering phenomenon very well, and bears a certain guiding significance to engineering practice.

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期刊信息
  • 《厦门大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:厦门大学
  • 主编:谢素原
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  • 邮编:361005
  • 邮箱:jxmu@xmu.edu.cn
  • 电话:0592-2180367 2187731
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-0479
  • 国内统一刊号:ISSN:35-1070/N
  • 邮发代号:34-8
  • 获奖情况:
  • 多次被评为全国、华东地区、福建省的优秀科技期刊,2001年入选国家新闻出版总署评定的"中国期刊方阵",2003年获国家新闻出版总署颁发的"第二届国家科技...,2006年获国家教育部科技司颁发的"首届中国高校精...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国科学文摘数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16575