[發明專利]一種基于DEM-CFD耦合的滲透注漿過程模擬方法及系統

有效

• 申請號: 202011130595.4
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112347709B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 周宗青;白松松;林春金;高成路;屠文鋒;魏車車;王超;王美霞;陳雨雪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于DEM-CFD耦合的滲透注漿過程模擬方法，其特征在于，包括：

步驟1：獲取巖土體顆粒級配曲線；

步驟2：根據所述顆粒級配曲線生成巖土體計算模型；在Particle?Flow?Code軟件中生成相應的顆粒，組成巖土體計算模型，在顆粒間以平行粘結模型連接，用以提供顆粒間的抗剪、抗拉強度；

步驟3：獲取平行粘結鍵初始參數，對巖土體計算模型的強度進行初始化；

步驟4：對巖土體計算模型進行網格劃分，生成流體計算網格；根據步驟2中所生成的巖土體計算模型的空間尺寸，在相同空間位置劃分流體計算網格，用于模擬漿液在巖土體中的擴散；

步驟5：根據流體計算網格的滲透系數及流體粘度的時空特性，進行漿液擴散過程的模擬，其中通過CFD部分讀取DEM部分中固體顆粒模型的孔隙率信息，將其換算成流體計算所需的滲透系數，進而對漿液在巖土體中流動所構成的多孔介質流場模型進行計算，實現漿液在巖土體中的擴散過程的模擬；

步驟6：根據漿液擴散范圍對相應區域的巖土體計算模型進行加固，進行巖土體計算模型強度增大過程模擬；

步驟6.1：判定巖土體計算模型強度增大區域；

獲取注漿過程結束后漿液擴散的范圍，對應至步驟2中所建立的巖土體計算模型，將漿液所覆蓋的區域判定為強度增大區域；

步驟6.2：巖土體計算模型強度增大過程模擬；

根據步驟6.1中所判定的巖土體計算模型強度增大區域，以注漿孔為中心，從四周向注漿孔逐漸增大固體顆粒間平行粘結模型的強度，用以模擬漿液從擴散最邊緣先凝固使該部分巖土體最先被加固，逐漸向注漿孔位置凝固而加固巖土體的過程；當注漿孔周圍固體模型也被加固后，視為注漿加固過程模擬完成，停止計算；

具體地，巖土體計算模型加固方法是根據標定的巖土體強度與平行粘結模型強度參數的關系，找到與注漿加固后巖土體強度相對應的平行粘結模型參數，逐步更新顆粒間平行粘結模型參數，使得該區域固體模型的抗壓強度、抗剪強度增大。

2.如權利要求1所述的一種基于DEM-CFD耦合的滲透注漿過程模擬方法，其特征在于，流體粘度根據注漿時間、漿液擴散邊界距注漿孔距離計算。

3.如權利要求1所述的一種基于DEM-CFD耦合的滲透注漿過程模擬方法，其特征在于，所述漿液擴散過程的模擬包括：

將漿液的擴散過程分為n個時間步，每個時間步內漿液邊界向外擴散l次，根據每次漿液擴散后的漿液邊界距注漿孔的距離，計算各個時間步漿液擴散過程中的粘度，直至注漿結束。