第18卷增刊2地下空间与工程学报Vol.182022年12月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringDec.2022基于有限体积法的动水砂层注浆扩散特性研究李徽,吉小明,周朋庆(广东工业大学土木与交通工程学院,广州510006)摘要:基于多孔介质流体体积(VOF)法,利用ANSYS-Fluent计算流体力学(CFD)软件,研究动水砂层注浆扩散特性。建立圆管渗流数值计算模型验证了ANSYS-Fluent多孔介质模型渗流问题数值计算方法的有效性。依据柱形扩散公式,推导出适用于多孔管注浆模型的粘性阻力系数修正公式。基于前人模型试验,建立一维注浆和二维注浆模型,研究浆液在动水砂层中的运移和扩散机制。结果表明:采用ANSYS-Fluent多孔介质模型得到的砂土渗流速度模拟值与采用达西定律得到的渗流速度理论值的最大误差为2%;浆液顺水扩散范围大于逆水扩散范围;粘性阻力系数经修正后,二维注浆模型浆液扩散范围数值模拟值与试验值最大误差为0.29%;动水砂土浆液扩散受挤压效应和冲刷效应共同作用;研究结果对于完善动水砂层注浆理论具有重要意义。关键词:动水砂层;注浆;多孔介质;流体体积法;抗冲刷性能;扩散特性中图分类号:TU582文献标识码:A文章编号:1673-0836(2022)增2-0619-08StudyontheDiffusionCharacteristicsofGroutinginDynamicWaterSandStratumBasedonFiniteVolumeMethodLiHui,JiXiaoming,ZhouPengqing(SchoolofCivilandTransportationEngineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,P.R.China)Abstract:Basedontheporousmedia-VolumeofFluid(VOF)method,ANSYS-Fluentcomputationalfluiddynamics(CFD)softwareisusedtostudythediffusioncharacteristicsofgroutinginthedynamicwatersandstratum.ThenumericalcalculationmodelofcircularpipeseepagewasestablishedtoverifytheeffectivenessoftheANSYS-Fluentporousmediamodelintheseepageproblem.Basedonthecylindricaldiffusionformula,amodifiedequationforthecoefficientofviscousresistanceapplicabletotheporouspipegroutingmodelisderived.Basedonpreviousmodeltests,one-dimensionalgroutingandtwo-dimensionalgroutingmodelsareestablishedtostudythetransportanddiffusionmechanismsofslurryindynamicwatersandstratum.Theresultsshowthat:ThemaximumerrorbetweenthesimulatedvaluesofseepagevelocityofsandysoilobtainedbyusingtheANSYS-Fluentporousmediamodelandthetheoreticalvaluesofseepagevelocit...
