一种挤密注浆过程的DEM-CFD耦合控制模拟方法技术

本公开提供了一种挤密注浆过程的DEM

【技术实现步骤摘要】
一种挤密注浆过程的DEM
‑
CFD耦合控制模拟方法


[0001]本公开涉及岩土体模拟
，特别涉及一种挤密注浆过程的DEM
‑
CFD耦合控制模拟方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]在隧道施工过程中，经常遭遇溶洞、软岩和断层破碎带等不良地质体，导致工程灾害频发，给工程安全建设、人民生命财产保障、生态环境保护等方面带来了严峻挑战。
[0004]注浆加固技术在隧道开挖过程中得到了广泛应用，通过液压、气压和电化学的方法，把某些能很好地与岩土体固结的浆液注入到岩土体的孔隙、裂隙中去，使岩土体成为强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体，从而达到改善岩土体的物理力学性质的目的。
[0005]注浆方法按照浆液的运动形式和作用机理可分为充填注浆法、渗透注浆法、挤密注浆法和劈裂注浆法。其中，挤密注浆法是指通过钻孔将极稠的浆液注入低渗透性岩土体中，逐渐形成浆泡，挤密周围松散的岩土体，使其强度升高，并填充块石或抛石的空洞，凝结成材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挤密注浆过程的DEM
‑
CFD耦合控制模拟方法，其特征在于：包括以下过程：获取待加固区域的岩土体试样的颗粒级配数据和岩土体所在位置的围岩压力值；根据颗粒级配数据得到固体计算模型，在固体计算模型的边界施加获得的围岩压力值；根据岩土体试样的试验结果，获取固体计算模型在平行粘结模型粘结作用下初始强度参数，标定不同岩土体宏观强度所对应的平行粘结模型细观参数；根据固体计算模型的空间尺寸，在相同空间位置生成流体计算网格，基于得到的固体计算模型和流体计算网络，采用CFD进行浆液的扩散进行计算，采用DEM进行浆液对岩土体的挤密过程模拟。2.如权利要求1所述的挤密注浆过程的DEM
‑
CFD耦合控制模拟方法，其特征在于：根据岩土体试样的室内筛分实验结果，获得岩土体试样的颗粒级配曲线。3.如权利要求1所述的挤密注浆过程的DEM
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CFD耦合控制模拟方法，其特征在于：根据岩土体试样的颗粒级配曲线生成相应的颗粒，组成二维固体计算模型，二维固体计算模型的颗粒间通过平行粘结模型连接。4.如权利要求1所述的挤密注浆过程的DEM
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CFD耦合控制模拟方法，其特征在于：根据岩土体试样的双轴压缩试验和巴西劈裂试验，得到岩土体试样的弹性模量、泊松比、摩擦系数、抗压强度、抗拉强度，标定平行粘结模型的弹性模量、法向刚度、切向刚度、法向粘结强度、切向粘结强度，固体计算模型在平行粘结模型粘结作用下的强度指标与岩土体试样一致。5.如权利要求1所述的挤密注浆过程的DEM
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CFD耦合控制模拟方法，其特征在于：采用CFD进行浆液的扩散进行计算，采用DEM进行浆液对岩土体的挤密过程模拟，包括以下过程：设置初始注浆压力p0小于注浆孔周围岩土体压力p
t
，使得浆液在注浆孔及其周围空洞中自由流动，直至填满注浆孔及空洞，记录此时时间步t0；在DEM模型中的注浆孔处，沿孔边界建立一圈单层固体颗粒，作为流体和固体模型的计算边界层颗粒，获取此时的边界层颗粒所受的压力值p1；设置注浆压力为p
t
，流体外边界层施加向内的压力，大小为获得的边界层颗粒的压力值p
s1
，当流体边界移动距离为l1时停止计算，记录此时的时间t1及流体边界的实际压力p
l1
；在固体模型的边界层颗粒上...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宗青，白松松，孙基伟，李利平，褚开维，王美霞，耿阳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：