Page 116 - 2022年第53卷第12期
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表 ３ 试验值与模型计算值对比
临界劈裂压力?ＭＰａ
序号 养护龄期?ｄ 水力劈裂 气压劈裂
试验值 试验均值 计算值 试验值 试验均值 计算值
１ ２．６ ２．０
２ ７ ２．５ ２．５３ ２．５５ ２．１ １．９７ １．９８
３ ２．５ １．８
４ ４．４ ３．３
５ ２８ ３．１
６ ２．７
７ ３．２
８ ＞４．３ ３．０
９ ３．４ ３．１
２９
１０ ４．１ ４．１９ ３．９０ ２．９ ２．９３ ３．１５
１１ ３．７ ３．１
１２ ３．０
１３ ４．２ ２．２
１４ ４．９ ２．５
３０
１５ ４．１
１６ ４．６ ３．１
４ 重力坝上游面裂缝的水力劈裂研究
上述试验及计算模型表明，混凝土试件中微裂缝内水的表面张力作用可显著影响抗劈裂结果。在
研究高重力坝坝踵裂缝的水力劈裂时，如何考虑水的表面张力作用影响还需要不断探讨。选取 ３个典
型的碾压混凝土重力坝工程为研究对象（见表 ４），其受力分析见图 １１。本文仅考虑重力坝上游面为水
平裂缝时的水力劈裂研究；当裂缝为垂直裂缝时，其垂直应力方向与垂直裂缝的缝面平行，一般的断
裂力学理论并不适用分析其断裂过程。图中深度为 ａ的裂缝包含宏观裂缝 ａ′和断裂过程区 ａ 即 ａ ＝
ＦＰＺ
ａ′ ＋ ａ 。缝内荷载主要包括 ａ′中的水压力 ｐ，ａ 中水压力 ｐ（ｘ）、黏聚力 ｃ（ｘ）和水表面张力作用引
ｗ
ＦＰＺ
ＦＰＺ
ｗ
起的闭缝力。缝外的荷载采用常规的悬臂梁理论进行分析。研究不同的裂缝深度、不同坝高下，裂缝
内考虑表面张力和不考虑水表面张力分别对水力劈裂的影响。文中采用半无限表面裂缝模型，计算出
相应荷载引起的裂缝尖端应力强度因子。则考虑表面张力作用下的应力强度因子为式（ １８）。
图 １１ 重力坝坝踵水平裂缝水力劈裂过程示意
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