自密实混凝土J型环试验的数值模拟及敏感性分析

李敬军， 田 雷， 邱流潮

(中国农业大学 水利与土木工程学院, 北京 100083)

自密实混凝土(SCC)是一种具有高流动性能的混凝土，在浇筑过程中不需要任何的振捣，被认为是近几十年来混凝土材料最具有革命性的发展[1].尽管SCC在许多领域取得了成功的应用，但由于其自身流动性不足，骨料离析，空隙填充不密实等原因，在施工过程中也出现了一系列的问题，这些问题大多与SCC本身的材料特性有着密切的关系.

在现有的试验规范中，主要通过一系列试验(坍落度试验、L型箱试验、V型漏斗试验、U型箱试验、J型环试验等)对新拌SCC的流动特性进行检测并作综合评定[2]，其中J型环试验是用于检测SCC流动性能和骨料通过能力的常用方法.随着计算方法和计算机技术的不断发展，数值模拟被越来越多地用作研究SCC工作性能和材料特性的方法[3-4].目前，模拟SCC流动的数值模型主要包括单相流模型，颗粒流模型和颗粒悬浮流模型[3].单相流模型基于宏观的连续性假设[5]，把SCC看成一种均匀单相的非牛顿流体[6].颗粒流模型从细观角度将SCC视为固体颗粒流，通过在单元之间考虑具有Bingham塑性流体特性的接触作用，对其进行数值描述[7-8].颗粒悬浮流模型将SCC视为自密实砂浆和粗骨料颗粒组成的颗粒两相流[9].陈松贵[10]、张传虎等[11]基于Bingham流体的格子玻尔兹曼方法-离散元法(LBM-DEM)模拟了SCC在堆石孔隙中的流动，为SCC的数值模拟研究提供了新的思路.

考虑到SCC流动的大变形特征和填充行为的复杂性，近……