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摘要
为研究高压浆液挤压作用对周围土体的影响，引入光滑粒子流体动力学(SPH)方法，为该类问题提供新的模拟手段。首先阐述了SPH方法的基本思想。选择质量守恒方程和动量守恒方程作为基本控制方程，引入流体本构模型分析了孔隙水和水泥浆的运动。基于弹塑性本构模型，并采用人工黏度项、应力变化率等适应于大变形问题的数值方法描述了土体骨架变形行为。基于混合物理论解决了两相耦合计算问题，并将渗流力和孔隙水压力作为水-土相互作用力。将上述基本控制方程、材料本构方程和两相耦合作用方程改写为SPH离散形式。基于Linux平台，采用C++语言编制了高压浆液挤压饱和土体发生变形的SPH分析程序。以上海地区(2)3灰色粉性土为背景，采用SPH方法有效表现了在水泥浆高速冲击、侵蚀和挤压作用下地基土体发生侧向变形和地表隆起的过程。分析了土体有效应力和超孔隙水压力在浆液冲击下瞬间激增的现象，探究了浆液压力对土体变形的影响。结果表明：数值模拟获得的地基土体受扰动范围、土体侧向变形和地表隆起规律等与实际工程在定性上有较好的吻合度，初步证明了SPH方法对于模拟工程尺度的高压浆液冲击问题的可行性。
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