發(fā)布時(shí)間：2025-01-15 11:31

　　 為研究水力沖擊內(nèi)蘊(yùn)初始裂紋混凝土破碎機(jī)理,采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)方法建立了水力沖擊含豎向裂紋混凝土數(shù)值模型,并基于圖像處理技術(shù),量化表征了混凝土致裂區(qū)破碎規(guī)律。研究表明:在初始裂紋弱作用區(qū),水錘效應(yīng)導(dǎo)致液固接觸邊界出現(xiàn)剪切斷裂,貫通后形成近似"碗狀"破碎坑;在初始裂紋強(qiáng)作用區(qū),液固接觸邊界壓剪應(yīng)力和初始裂紋上部應(yīng)力集中共同作用引發(fā)了初始裂紋上尖端裂紋;"水楔+砼楔"效應(yīng)與初始裂紋下部應(yīng)力集中導(dǎo)致了初始裂紋下尖端裂紋;水力沖擊激發(fā)的應(yīng)力波在自由邊界和初始裂紋反射后相互疊加,引發(fā)了錐形裂紋;混凝土破碎度沿射流軸向呈非線性階躍衰減,表明初始裂紋對(duì)混凝土破碎演化有明顯阻斷及強(qiáng)干擾作用。

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【部分圖文】：

圖10 混凝土不同層域破碎度

圖9混凝土破碎區(qū)域4結(jié)論

圖1 粒子近似法

式中:〈f(xi)〉為粒子i處的近似函數(shù)值;mj為粒子j的質(zhì)量(j=1,2,…,N),N為在粒子j的支持域內(nèi)的粒子總量,ρj為粒子j的密度。式(2)說(shuō)明了粒子i處的任一函數(shù)值可通過(guò)光滑核函數(shù)對(duì)其緊支域內(nèi)所有粒子相對(duì)應(yīng)的函數(shù)值進(jìn)行加權(quán)平均近似。2數(shù)值模型

圖2 水力沖擊內(nèi)蘊(yùn)初始裂紋混凝土幾何模型

本文主要研究水力沖擊下混凝土內(nèi)部裂紋形成機(jī)理,沖擊過(guò)程中吸入空氣引起的射流結(jié)構(gòu)改變、橫斷面上速度分布不均勻等對(duì)混凝土破碎的影響暫未考慮,如圖2所示。所建水力沖擊內(nèi)蘊(yùn)初始裂紋混凝土的幾何模型尺寸為:射流2.00mm×50.00mm,混凝土50.00mm×50.25mm。射流....

圖4 初始裂紋上尖端裂紋形成

通過(guò)改變初始裂紋幾何及空間參數(shù),進(jìn)行了一系列數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)初始裂紋上尖端裂紋與初始裂紋位置D、角度α及寬度W有較大關(guān)聯(lián):當(dāng)初始裂紋與沖擊表面距離較近(D<0.50mm)或較遠(yuǎn)(D>20.00mm)時(shí),將不能產(chǎn)生初始裂紋上尖端裂紋;當(dāng)α=0°時(shí),能產(chǎn)生與α=90°類似的對(duì)稱....

本文編號(hào)：4027334