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關(guān)鍵詞：滲透壓;多裂紋;相互作用;應(yīng)力強(qiáng)度因子

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

作者單位

楊慧中南林業(yè)科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院,長沙 410004;中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院,長沙 410083

江學(xué)良湖南城市學(xué)院 土木工程學(xué)院, 湖南 益陽413000

曹平中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院,長沙 410083

摘要

根據(jù)斷裂力學(xué)理論,建立滲透水壓下多裂隙巖體的力學(xué)模型,運(yùn)用疊加原理,推導(dǎo)遠(yuǎn)場應(yīng)力和裂隙水壓力共同作用下的多裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算公式,并在此基礎(chǔ)上探討了近置多裂紋間的相互影響。計(jì)算結(jié)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(yīng)力場影響較大,根據(jù)裂紋的相對幾何位置和裂紋傾角變化,進(jìn)行不同疊加后的應(yīng)力場可產(chǎn)生2種效應(yīng),應(yīng)力強(qiáng)度影響加強(qiáng)區(qū)與應(yīng)力強(qiáng)度影響減弱區(qū),當(dāng)相鄰裂紋尖端處于加強(qiáng)區(qū)時,該裂紋的應(yīng)力強(qiáng)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(guān),隨著裂紋間距的增大,計(jì)算所得出的應(yīng)力強(qiáng)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(jì)算單一裂紋所得到的應(yīng)力強(qiáng)度因子值,即當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力。