Search
Coupled DEM/CFD analysis of impact of free water on the static and dynamic response of concrete in tension regime
Abstract
W tym artykule zbadano numerycznie quasi-statyczne i dynamiczne zachowanie częściowo nasyconego płynem betonu w warunkach dwuwymiarowego (2D) jednoosiowego rozciągania w mezoskali. Obliczono, jaki wpływ ma zawartość wolnego płynu porowego (gazu i wody) na proces pękania i wytrzymałość betonu w rozciąganiu. Do symulacji zachowania betonu całkowicie i częściowo nasyconego płynem w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych wykorzystano ulepszony model hydromechaniczny w skali porów, oparty na DEM/CFD. Podstawą koncepcji przepływu płynu była sieć kanałów na ciągłym obszarze pomiędzy dyskretnymi elementami. W bardzo porowatym, częściowo nasyconym betonie przyjęto dwufazowy laminarny przepływ płynu. Aby śledzić zawartość cieczy/gazu, wzięto pod uwagę położenie i objętość porów i rys. Symulacje numeryczne spójnych próbek ziarnistych o uproszczonej mezostrukturze sferycznej przypominającej beton przeprowadzono w warunkach suchych i mokrych dla dwóch różnych szybkości odkształcenia. Przeprowadzono badania wpływu ciśnienia porów płynu, nasycenia płynu i lepkości płynu na wytrzymałość i proces pękania betonu. Kwasi-statyczna wytrzymałość na rozciąganie spadała nieliniowo wraz ze wzrostem nasycenia płynu i lepkości płynu podczas migracji płynu przez pory i pęknięcia wskutek przyspieszenia procesu pękania. Jednakże podczas szybkiego dynamicznego odkształcenia przy rozciąganiu proces pękania został osłabiony z powodu ograniczenia migracji płynu wynikającego z niewystarczającego czasu płynu na opuszczenie porów. Spowodowało to nieliniowy wzrost dynamicznej wytrzymałości na rozciąganie wraz ze wzrostem nasycenia płynu i lepkości płynu.
Citations
-
0
CrossRef
-
0
Web of Science
-
0
Scopus
Authors (3)
Cite as
Full text
- Publication version
- Accepted or Published Version
- DOI:
- Digital Object Identifier (open in new tab) 10.1016/j.compgeo.2024.106449
- License
-
open in new tab
Keywords
Details
- Category:
- Articles
- Type:
- artykuły w czasopismach
- Published in:
-
COMPUTERS AND GEOTECHNICS
no. 172,
ISSN: 0266-352X - Language:
- English
- Publication year:
- 2024
- Bibliographic description:
- Krzaczek M., Tejchman-Konarzewski A., Nitka M.: Coupled DEM/CFD analysis of impact of free water on the static and dynamic response of concrete in tension regime.// COMPUTERS AND GEOTECHNICS -,iss. 172 (2024),
- DOI:
- Digital Object Identifier (open in new tab) 10.1016/j.compgeo.2024.106449
- Sources of funding:
-
- Free publication
- Verified by:
- Gdańsk University of Technology
seen 56 times