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其形成的局部损伤区可诱导裂缝转向；同时，裂缝间倾角的匹配程度也在一定程度上决定了裂缝衔接
的难易，倾角相近时衔接更为顺畅，显著加速水力劈裂破坏进程。
如图 15 所示，各模型注液点的水压时程曲线表明，初始多条裂缝与注液点的距离及其空间分布是
控制水力劈裂临界开裂压力、稳定扩展压力及裂缝扩展模式的关键因素。单一裂缝模型中，临界开裂
水压为 9.01 MPa，裂缝沿界面过渡区稳定扩展，稳定扩展水压为 6.15 MPa。多裂缝模型响应显著不
同：模型Ⅰ中临界开裂水压为 8.92 MPa 与单一裂缝模型差异小于 1.1%，但稳定扩展水压下降 14.9%；
模型Ⅱ中临界开裂水压降至 8.03 MPa，且水力裂缝沿界面过渡区与缺陷协同扩展，稳定扩展阶段水压
进一步降至 5.01 MPa；模型Ⅲ中初始裂缝紧邻注液点且方向相近，引发多尺度强耦合效应，临界开裂
水压剧降至 6.87 MPa，水压时程曲线出现三次明显震荡，分别对应图 16 中 a 至 e 阶段的多裂缝竞争扩
展行为：a 阶段右侧裂缝沿缺陷-骨料路径快速贯通，水压骤降 28.5%；c 至 d 阶段左侧裂缝受骨料阻滞
形成渗透压累积，扩展速率降低；e 阶段应力重分布诱发二次起裂，形成多分支裂缝网络。模型Ⅲ作
为最不利分布情形，其首条贯穿裂缝形成时间（5.2 s）较单一裂缝模型（12.3 s）缩短 57.7%。研究表明，
预制裂缝通过提供优势扩展路径诱发水力裂缝偏转，显著加速水力劈裂破坏进程，该机制对工程结构
裂缝防控具有重要参考价值。

图 15 含多条裂缝的细观模型注液点水压变化图 图 16 模型Ⅲ注液点水压突变与裂缝发育对应图

5.2 特 殊 形 态 初 始 裂 缝 对 混 凝 土 水 力 劈 裂 影 响 为 研 究 初 始 裂 缝 弥 散 相 交 形 态 对 水 力 劈 裂 的 影
响，本文构建了三种特殊裂缝形态（双平行裂缝、对角线方向裂缝及正交裂缝），系 统 分 析 其 对 混
凝 土 细 观 模 型 水 力 劈 裂 破 坏 行 为 的 作 用 机 制 ， 如 图 17 所 示 。 材 料 参 数 见 表 2， 骨 料 粒 径 为 5 ~
40 mm，体积分数为 40%，模型四周施加 1 MPa 静水压力，并在预制裂缝中心点以 0.1 mm /s 的速率
2
注液。
特殊形态初始裂缝对水力劈裂主裂缝扩展路径的影响如图 17 所示，双平行裂缝在扩展初期分
别向一侧延伸，裂缝尖端受邻近骨料边界处界面过渡区影响发生偏转最终形成两条独立贯穿裂缝。
对角线方向裂缝受界面过渡区影响更为显著，缝内水压达到起裂阈值后，裂缝尖端迅速贯入临近界
面过渡区薄弱带，沿骨料边界组成的最短路径形成首条贯穿裂缝；此后压力重新积聚，形成多条由
中心向边界扩展的贯穿裂缝。值得注意的是，该形态下首条贯穿裂缝对应的水压峰值仅为 3.84 MPa，
远低于其他工况，表明对角线方向裂缝显著降低了模型的抗水力劈裂能力，工程安全隐患突出。正
交裂缝在扩展初期尖端出现多处分叉微 裂 纹 ， 虽 一 度 呈 现 不 同 骨 料 边 界 扩 展 的 趋 势 ， 但 在 水 平 方
向 连 续 界 面 过 渡 区 的 主 导 下 ， 最 终 仍 形 成 一 条 水 平 主 裂 缝 ， 形 态 近 似 于 双 平 行 裂 缝 。 综 合 扩 展
过 程 与 模 型 参 数 可 知 ， 水 平 方 向 更 易 发 生 水 力 劈 裂 ， 而 正 交 裂 缝 中 的 垂 直 段 对 扩 展 路 径 影 响 较
弱 。 因 此 ， 工 程 中 需 重 视 复 杂 裂 缝 形 态 ， 特 别 警 惕 多 裂 缝 邻 近 或 相 交 对 结 构 抗 裂 性 能 的 显 著 削
弱作用。

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