SCC的流动性是浇筑施工的重要量度,最终流动状态直接影响成型质量。目前对SCC流变性能的研究主要基于室内试验,很难定量分析流变参数对SCC流动性的影响。数值模拟为研究SCC的流变性能提供了一种新的方法,将SCC看作均匀单一、不可压缩的非牛顿流体,基于计算流体力学(CFD)原理,从而分析SCC的流动性[2]。数值模拟大大减少了实验分析的工作量,得到的结果与实验结果有较好的吻合,展现出极强的优越性。
森博嗣、谷川恭雄[3]采用粘塑性有限元法(VFEM),基于宾汉姆模型,模拟新拌混凝土的流动性,发现坍落度和屈服应力之间的关系与解析式的关系相类似。Annika[4]等人采用三种模型描述新拌SCC,用于模拟不同尺度上的不同流动现象:一是颗粒模型,每种颗粒代表混凝土中的一种骨料;二是流体模型,将新拌SCC看作均匀单一的流体;三是流体中的颗粒模型,将新拌SCC看作颗粒悬浮于流体中。Thrane[5]等人采用Fidap软件,采用宾汉姆模型,对L型仪试验分别进行二维和三维的数值模拟,结果表明:当拌合物不堵塞钢筋时,可忽略粗骨料的影响,通过连续介质力学方法模拟新拌SCC的流动;三维数值模拟比二维更能体现SCC的粘滞效应。