含裂隙水预制平面裂隙的启裂理论与试验验证

谢雅娟(),虞松*(),李邦祥,徐翔,朱维申

山东大学土建与水利学院, 山东 济南 250061

收稿日期:2018-04-12出版日期:2019-08-20发布日期:2019-08-06
通讯作者:虞松E-mail:XXQ1715@163.com;yusong@sdu.edu.cn
作者简介:谢雅娟(1993—)，女，河南商丘人，硕士研究生，主要研究方向为岩体裂隙的启裂扩展.E-mail:XXQ1715@163.com
基金资助:国家自然科学基金面上资助项目(51579140)

Crack initiation theory and experimental verification of pre-existing plane cracks with seepage pressure

Yajuan XIE(),Song YU*(),Bangxiang LI,Xiang XU,Weishen ZHU

School of Civil Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China

Received:2018-04-12Online:2019-08-20Published:2019-08-06
Contact:Song YU E-mail:XXQ1715@163.com;yusong@sdu.edu.cn

Supported by:国家自然科学基金面上资助项目(51579140)

摘要/Abstract

摘要： 为研究含裂隙水预制平面裂隙的启裂特性,分别对裂隙张开和闭合两种情况进行理论分析和试验验证。详细阐述裂隙尖端应力强度因子和张开型裂隙启裂角度和启裂强度的理论计算方法,并给出压缩条件下闭合裂隙的起裂强度公式。制作了预制有张开型贯穿裂隙的水泥砂浆试件,进行双轴压缩试验。通过试验对比分析探讨裂隙尖端应力强度因子与裂隙启裂角度随裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的变化规律,以及裂隙启裂强度与水压力和侧压的关系。结果表明:含水压张开型裂隙Ι型应力强度因子随裂隙倾角的增加而增加,在裂隙倾角为75°时最容易发生Ι型(扩展型)裂纹,随水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小。剪切型裂隙ΙΙ型应力强度因子随裂隙倾角呈对称分布,在裂隙倾角为45°处取得最大值,与水压力和裂隙尖端曲率半径无关。张开型裂隙的启裂角度随着裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小;启裂强度与水压力成反比,与侧压成正比。本研究结果可为岩土工程中渗透水压作用下裂隙的启裂扩展研究提供参考。


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