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水电能源科学2025年第07期:钢纤维分布与UHPC流变性的流—固耦合互馈机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄琤;田正宏;沈雷;李路佳;

单位:河海大学水利水电学院;河海大学苏州研究院;

摘要:鉴于UHPC是一种不透明的非均质流体,其内部钢纤维分布不可见,局部流变性能差异大,无法通过试验手段直接研究其内部钢纤维分布与UHPC流动性间的互馈关系。为此,基于光滑质点化流体力学-离散元方法(SPH-DEM)与非牛顿流体流变理论,建立了精度高于96%超高性能混凝土(UHPC)数值模型,研究了钢纤维分布与UHPC流变性的互馈机制。结果表明,当钢纤维掺量小于0.6%时,钢纤维促进UHPC流动;当钢纤维掺量大于0.6%时,钢纤维阻碍UHPC流动;UHPC的粘附性则随钢纤维掺量的提高一直降低。同时,UHPC的流变行为也直接影响着钢纤维的分布模式,当UHPC流速小于某一特定剪切速率时,钢纤维呈网状分布;当UHPC流速大于该速率时,钢纤维朝向平行于UHPC流向,呈线性分布,该速率与钢纤维掺量的关系为y=-49.5x+129.9,R~2=0.92。

关键词:超高性能混凝土;;钢纤维;;流变性能;;分布;;SPH-DEM;;粘附力

基金资助:国家自然科学基金项目(51879094)