混凝土损伤修复过程流体动力学特性数值模拟

摘要

基于细菌反硝化作用诱导碳酸盐沉积原理,建立了松散细颗粒材料与矿化胶结液注浆修复的混凝土裂缝三维多孔介质渗流数值模型。考虑混凝土断面的分形特征,选取Darcy速度驱动模型和Brinkman压力驱动模型下两种边界条件进行模拟,研究了两种驱动方式对修复过程的影响,得出了混凝土裂缝修复过程中灌浆液葡萄糖浓度、CaCO3生成量、裂缝内胶结颗粒孔隙率随反应时间变化的关系,给出了反应过程中模型内压力场和速度场分布云图。结果表明:随着分形维数的增加,反应用时减少,且在反应结束时,对于分形维数2.8的最光滑裂缝断面,注浆入口处的孔隙率为0.12,渗透系数为9.02×10-13 m/h,分别为混凝土修复前的30%和2.2%。