本发明属于数值仿真，具体涉及一种针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法。
背景技术：
1、新拌混凝土作为一种非均质材料，可以简化为由骨料和水泥浆体组成的高浓度颗粒悬浮体。众多学者通过实验证明，新拌混凝土不是一种简单的屈服应力流体，而应在模型中假定为粒状悬浮体系，且颗粒状硬颗粒悬浮液在模拟上可以更好的重现混凝土及砂浆在振动上的响应。当对新拌混凝土施加振动时，水泥砂浆中的胶体网络均被破坏，砂浆整体呈不稳定态，此时容易引起粗骨料的下沉，进而影响混凝土的力学性能和耐久性能。目前基于数值模拟中非振动状态下的砂浆流动性能已有较多的标定方法，如l型箱法、v型漏斗测定和塌落度扩展流动测定等方法。然而针对振动状态时的砂浆流动性能的标定并未有较好的方法。因此，亟需一种针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，获得振动响应时砂浆弱力链接触，以实现砂浆振动时流动扩展性能的数值模拟预测及评估，克服了难以确定砂浆在振实过程中相应流变参数的问题。
技术实现思路
1、为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，实现砂浆振动时流动扩展性能的数值模拟预测及评估。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，包括以下步骤：
4、步骤1)、采用离散元颗粒流软件建立圆形骨料颗粒体系和试验模具体系；
5、步骤2)、对接触模型进行参数敏感性分析，得到敏感性较大的参数；
6、步骤3)、采用多种水灰比，测定砂浆流动度测定仪25s常规试验的流动扩展度；
7、步骤4)、根据步骤3)得到的流动扩展度，对接触参数进行初步标定，获得低频率、大振幅振动台时对应的接触参数；
8、步骤5)、根据步骤3)中同组配合比的水泥砂浆，测定混凝土振动台2s、4s时的扩展度；
9、步骤6)、根据步骤4)所得的接触参数给模型赋予参数，同时修改振动台的频率，并与步骤5)中的砂浆扩展度(即混凝土振动台的实测结果)进行比对，最终验证确定砂浆在振动工况下所对应的内部弱力链相关参数数值。
10、进一步，所述步骤1)的过程为：
11、1.1)建立固定坐标系，并限制颗粒边界范围，根据常规截锥圆模试件在软件中生成上底直径为0.07m的圆，下底是直径为0.1m的圆，高为0.06m的圆台；
12、1.2)在边界区域内根据空隙率生成水泥浆体球体，颗粒半径为1-2.5mm之间，在重力作用下，让整体运行至保持平衡。
13、再进一步，所述步骤2)的过程为：根据砂浆在振动状态下产生的液桥效应，选择胶粘剂滚动阻力线性模型作为接触模型；选定其中的针对最大吸引力f0、滚动摩擦系数μr、滑动摩擦系数μ和吸引距离d0关键参数，进行参数敏感性分析，选择在振动时对颗粒流动影响大的重要参数。
14、更进一步，所述步骤3)的过程为：选定6种多组不同水灰比，采用水泥胶砂流动度测定仪进行常规25s的振动扩展，用量尺记录并取平均值。
15、所述步骤4)的过程为：根据水泥胶砂流动度测定仪的振动频率，在离散元中对其施加相应的振动荷载，对照步骤3)中的扩展度，不断调整最大吸引力f0、滚动摩擦系数μr、滑动摩擦系数μ和吸引距离d0进行参数标定，在施加振动运行25s后，调出其x、y方向的扩展度，记录并取其平均数。
16、所述步骤5)的过程为：将截锥圆模放置在混凝土常规振动台上，选取步骤3)中同批水泥砂浆进行填充，缓慢抬起截锥圆模后，打开混凝土振动台施加振动，用摄像机记录2s、4s时横向和纵向的扩展度，并取平均值。
17、所述步骤6)的过程为：根据混凝土振动台实际的振动频率，对离散元颗粒流软件中的振动台进行相应修改，同时给颗粒之间赋予4)中标定完成的参数，记录2s、4s时的砂浆扩展度，并与步骤5)中的砂浆扩展度进行比对，最终验证确定砂浆在振动工况下所对应的内部弱力链相关参数数值，即可得到砂浆在振动时对应的内部的弱力链相关参数数值，包括最大吸引力f0、滚动摩擦系数μr、滑动摩擦系数μ和吸引范围d0。
18、本发明的有益效果主要表现在：采用离散元颗粒流软件模拟振动时砂浆的流动行为时，根据砂浆在受到外部振动时内部颗粒接触的强力链转变为弱力链，同时颗粒之间的摩擦力变小的原理，提出了一种可根据水泥胶砂流动度测定仪标定其振动时的弱力链参数，后续可只修改振动频率，就可以实现基于数值模拟的砂浆振动时流动性的预测，为后续在数值模拟方面研究砂浆振动密实或者骨料在振动时的运动提供了参考。
1.一种针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述步骤1)的过程为：
3.如权利要求1或2所述的针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述步骤2)的过程为：根据砂浆在振动状态下产生的液桥效应，选择胶粘剂滚动阻力线性模型作为接触模型；选定其中的针对最大吸引力f0、滚动摩擦系数μr、滑动摩擦系数μ和吸引距离d0关键参数，进行参数敏感性分析，选择在振动时对颗粒流动影响大的重要参数。
4.如权利要求1或2所述的针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述步骤3)的过程为：选定6种多组不同水灰比，采用水泥胶砂流动度测定仪进行常规25s的振动扩展，用量尺记录并取平均值。
5.如权利要求1或2所述的针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述步骤4)的过程为：根据水泥胶砂流动度测定仪的振动频率，在离散元中对其施加相应的振动荷载，对照步骤3)中的扩展度，不断调整最大吸引力f0、滚动摩擦系数μr、滑动摩擦系数μ和吸引距离d0进行参数标定，在施加振动运行25s后，调出其x、y方向的扩展度，记录并取其平均数。
6.如权利要求1或2所述的针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述步骤5)的过程为：将截锥圆模放置在混凝土常规振动台上，选取步骤3)中同批水泥砂浆进行填充，缓慢抬起截锥圆模后，打开混凝土振动台施加振动，用摄像机记录2s、4s时横向和纵向的扩展度，并取平均值。
7.如权利要求1或2所述的针对振动状态下砂浆流动的颗粒流模拟参数标定预测方法，其特征在于，所述步骤6)的过程为：根据混凝土振动台实际的振动频率，对离散元颗粒流软件中的振动台进行相应修改，同时给颗粒之间赋予4)中标定完成的参数，记录2s、4s时的砂浆扩展度，并与步骤5)中的砂浆扩展度进行比对，最终验证确定砂浆在振动工况下所对应的内部弱力链相关参数数值，即可得到砂浆在振动时对应的内部的弱力链相关参数数值，包括最大吸引力f0、滚动摩擦系数μr、滑动摩擦系数μ和吸引范围d0。
