介观混凝土SPH颗粒

裂隙扩展模拟

一种改进的无网格SPH颗粒，用于模拟介观结构混凝土的水力压裂过程。

郁舒阳 · Yifei, Li · Liu, Chong · Zilin, Liang

Journal of Building Engineering 2025

技术优势

不连续问题也能算

改进的SPH方程和颗粒划分，避开了传统网格方法在裂缝扩展时网格畸变的难题，可以直接模拟裂纹的不连续路径。

细观结构真实还原

显式区分骨料、ITZ、基体和水质点的物理作用，使裂缝在骨料周围绕行和分叉的现象能够自然呈现，而不是靠人工预设路径。

孔隙影响看得见

模型中包含孔隙，可以观察到孔隙使裂缝扩展速率减慢甚至停止，为评估多孔混凝土的抗裂性能提供直接依据。

应用场景

• 水工混凝土结构安全评估：用于预测高压水作用下坝体裂缝的扩展路径，提前发现可能的渗漏通道。
• 裂隙岩体渗流分析：模拟裂隙岩体中的水压驱动开裂，分析裂缝网络对渗流场的影响。
• 水力压裂数值模拟：提供一种无网格的SPH模拟框架，替代传统网格方法处理压裂不连续问题。