基于透明土技术与颗粒流方法联合开展管涌细观机理研究

• 作者: 倪小东 寇恒绮 左翔宇 王媛 陆江发
• 来源期刊: 水利学报
• 学科: 工学
• 关键词: 管涌 细观机理 透明土 三维重构 颗粒流 力链
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 页码范围: 1482-1497
• 页数: 16页
• 分类号: TV223.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20210549

摘要

我国现今拥有堤防总长度超30万公里,但管涌型渗透破坏频发,造成极大社会经济损失,故开展管涌细观机理研究对于解决堤防工程安全问题具有重要意义.当前有关管涌细观机理研究主要从模型试验、数值模拟两个方面开展,并且大多从颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量等角度揭示该细观机理.本文提出一种基于透明土技术、颗粒流模拟联合开展该细观机理研究的方法,并从颗粒间接触力链的细观角度分析颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量对管涌发生、发展的影响.首先结合PLIF(平面激光诱导荧光技术)与透明土技术自行设计可视化模型试验平台,其次基于MRI(磁共振成像)技术,借助Avzio软件实现对透明土样二维切片的三维重构,然后将重构模型导人PFC3D中并进行相同条件下的颗粒流模拟,通过比对模型试验与数值模拟结果,验证本方法开展管涌细观机理研究的可靠性,最后进行重构模型在不同颗粒摩擦系数、颗粒级配和细料含量条件下的数值模拟,并从力链角度论述各组试验规律.本文可为管涌细观机理研究提供一种置信度高、可行性好的新途径.