关键词：渗透压;多裂纹;相互作用;应力强度因子

基金项目：国家自然科学基金资助项目(10972238);中南林业科技大学2010年人才引进项目(104-0156、104-0155);湖南省教育厅青年项目(11B133)

作者单位

杨慧中南林业科技大学 土木工程与力学学院,长沙 410004;中南大学 资源与安全工程学院,长沙 410083

江学良湖南城市学院 土木工程学院, 湖南 益阳413000

曹平中南大学 资源与安全工程学院,长沙 410083

摘要

根据断裂力学理论,建立渗透水压下多裂隙岩体的力学模型,运用叠加原理,推导远场应力和裂隙水压力共同作用下的多裂纹尖端应力强度因子的计算公式,并在此基础上探讨了近置多裂纹间的相互影响。计算结果表明,如果裂纹之间间距较小,裂纹的相互作用对裂纹尖端处的应力场影响较大,根据裂纹的相对几何位置和裂纹倾角变化,进行不同叠加后的应力场可产生2种效应,应力强度影响加强区与应力强度影响减弱区,当相邻裂纹尖端处于加强区时,该裂纹的应力强度因子将会变大,反之则变小。考虑裂纹间的相互作用与裂纹间的相对距离有关,随着裂纹间距的增大,计算所得出的应力强度因子值都趋于一个定值,该值为不考虑相邻裂纹的影响,计算单一裂纹所得到的应力强度因子值,即当裂纹间距>裂纹长度时,可以忽略邻近裂纹的相互作用对裂纹尖端应力场的影响。同时,裂隙渗透压的存在,显著影响裂纹尖端的应力场,各条裂纹尖端?K??I随着渗透压的增大而增加(使－?K??I逐渐减小),这表明渗透压抵消了一部分裂纹表面正应力。