单双股水射流冲击破除混凝土效果对比研究

李 响

(中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 301705)

摘　要：多股水射流联合破碎技术是工程中有效提高水力破除混凝土效率的主要形式，然而目前关于水射流破碎混凝土的理论研究主要针对单股水射流。该研究基于光滑颗粒SPH流体力学和 FEM有限元耦合方法，建立了单双股水射流冲击混凝土的数值模型，并对比分析了单双股水射流的破坏过程以及破坏坑深度、宽度、面积和应力演化特征。研究结果表明：单股水射流能量集中适用于单点深度破坏，相比之下双股水射流能量较为分散，适用于大面积浅深度的表层破坏;在相同能量下，单股水射流的能量密度比双股水射流集中，单股水射流的冲击深度效率比双股水射流提升了20.99%，双股水射流的冲击宽度效率比单股水射流提升了32.2%;从面积方面来看，双股水射流的冲击破坏效率比单股水射流提升了11.1%;应力分析显示，双股水射流应力可以叠加增幅，其比单股水射流冲击混凝土产生额外的损伤破坏。该研究为水射流在实际工程中的应用提供了参考。

关键词：双股水射流;混凝土;SPH-FEM方法;破坏效率;损伤