關鍵詞：滲透壓;多裂紋;相互作用;應力強度因子

基金項目：國家自然科學基金資助項目(10972238);中南林業科技大學2010年人才引進項目(104-0156、104-0155);湖南省教育廳青年項目(11B133)

作者單位

楊慧中南林業科技大學 土木工程與力學學院,長沙 410004;中南大學 資源與安全工程學院,長沙 410083

江學良湖南城市學院 土木工程學院, 湖南 益陽413000

曹平中南大學 資源與安全工程學院,長沙 410083

摘要

根據斷裂力學理論,建立滲透水壓下多裂隙巖體的力學模型,運用疊加原理,推導遠場應力和裂隙水壓力共同作用下的多裂紋尖端應力強度因子的計算公式,并在此基礎上探討了近置多裂紋間的相互影響。計算結果表明,如果裂紋之間間距較小,裂紋的相互作用對裂紋尖端處的應力場影響較大,根據裂紋的相對幾何位置和裂紋傾角變化,進行不同疊加后的應力場可產生2種效應,應力強度影響加強區與應力強度影響減弱區,當相鄰裂紋尖端處于加強區時,該裂紋的應力強度因子將會變大,反之則變小。考慮裂紋間的相互作用與裂紋間的相對距離有關,隨著裂紋間距的增大,計算所得出的應力強度因子值都趨于一個定值,該值為不考慮相鄰裂紋的影響,計算單一裂紋所得到的應力強度因子值,即當裂紋間距>裂紋長度時,可以忽略鄰近裂紋的相互作用對裂紋尖端應力場的影響。同時,裂隙滲透壓的存在,顯著影響裂紋尖端的應力場,各條裂紋尖端?K??I隨著滲透壓的增大而增加(使－?K??I逐漸減小),這表明滲透壓抵消了一部分裂紋表面正應力。