：基 于磨 料 水射 流 冲击破 碎 旧水 泥混 凝土 路 面 的方 法 具 有 系统 压 力低 、流 量 大、节 能 、环保 、 节约 成本 等特 点 ，采 用 ALE算 法建 立 了磨 料 水射 流破 碎仿 真模 型 ，模 拟 了从 磨 料 射 流 离开 喷嘴 到 冲击破 碎 混凝 土 的全过 程 ，主要 分析 研 究 了在 不 同磨料 浓度 下 ，磨料 水射 流 冲击 混凝 土时 的破 碎 深 度 演 变情 况 以及破 碎 效果 图 。通过 与试 验数 据 的 比较 ，验证 了仿 真模 型 和结 果的 正确性 。 关键 词 ：路 面修 复 ；混 凝 土破 碎 ；磨料 水射 流 ；ALE算法 中图分 类 号 ：U418．6 文献 标 志码 ：B NumericalSimulation ofConcreteDamageFieldwithAbrasiveW aterJet YANG Lin，TU Bin—xuan，CA 0 Xi—hang (SchoolofTransportation，Chongqing JiaotongU niversity，Chongqing400074，China) Abstract：Giventhatusingtheabrasivewaterjet’simpacttocrusholdcementconcretepavement hastheadvantagesoflow system pressure，high flow ，energy—saving，environm entally friendly and economic，theA LE algorithm wasapplied to build asim ulation modelthatcoversthewhole processsincetheabrasivewaterjetcomesoutofthenozzle．Theevolution ofcrushing depth while water jet impacts the concrete and the effect diagram were studied with different concentration ofabrasive，and the resultwascompared with experim entaldata，which confirms thecorrectnessofthe simulation modeIand itsresults． Keywords：pavementrepair；concretecrushing；abrasivewaterjet；ALE algorithm O 5J 置 水 泥 混凝 土路 面 出现 缺 陷后 ，往 往发 展 迅速 ，两 三 年 内就不 能 满足 行驶 要求 。采 用 局部破 碎 与局 部 修 复 的方 法来 恢复 其结 构 与行驶 性 能并 防止 病 害的 进 一步 发展 ，是 现 阶段 比较 常 用 的方 法 。常 规 的破 碎 方式 及机 具 包括 人工 凿 除 、长 臂挖 掘机 、撞 击式 破 碎 机 、拍 打锤 等 ，它 们 各 有 优 缺 点 ，但 都 不 能 达 到人 们 在工 作效 率 、对 环境 的影 响和 旧混 凝 土 的 回收 利 用 等方 面 日益 提高 的需 求 。 磨 料水 射 流 因其 工 作 压 力 低 、流量 大 、效 率 高 、 环 保性 好 、成 本 低 等 特 点 而 具 有 很 好 的 应 用 前 景 。 它是在高速磨削技术和水射流技术的基础上发展起 来 的一 项新 兴 特种 水 铣 技 术 ，利 用 磨 料 粒 子 与 高 速 水 射 流束相 混 合形 成 的液 固两 相 介 质 流 体 ，经 特 定 收 稿 日期 ：2013-11-n 基金项 目：交通应用项 目研究项 目(2011-319814—470) 磨 料 喷嘴喷 出 ，形 成 磨 料 水 射 ，具 有水 铣 速 度 高 、水 铣 质量 良好 以及 可水铣 较厚 的硬 脆材 料等 优点 。 本 文 采 用 ALE方 法 将 模 型 设 计 成 水 、磨 料 的 混 合流 体与 混凝 土 的碰 撞 ，充分 考虑磨 料 、水 、空气 、 混凝 土 四者 之 间的耦 合 作 用 ，比模 拟 单 颗粒 子 撞 击 物体 更 接近 真实 情 形 。数 值 模 拟 了在 低 压 、大 流 量 磨 料水 射流 冲击 作用 和纯水 射流 冲击 作用 两种工 况 下混 凝 土 的应 力演 变 及 破 碎 情 况 ，深 入讨 论 了混 凝 土 材料 内部 的破 坏过程 。这为开 发新 的混 凝土破 碎 机械 提供 了指 导方 向l_1]。 1 材 料模 型 磨 料射 流破 碎混 凝 土的过 程是 多相流 体 与混凝 土 之 间非线 性碰撞 的动 力 耦 合 问题 ，其 内部 机 制 复 杂 。为 了便 于分 析 ，对 模 型作如 下假 设 。

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