Page 50 - 2025年第56卷第11期

图 17 特殊形态初始裂缝形态示意图

6 结论

本文基于内聚力单元法建立了混凝土细观模型，能较好表征细观尺度下水力劈裂的破坏模式与裂
缝扩展行为。通过研究不同初始裂缝形态对水力劈裂主裂缝演化路径的影响，得出如下结论：（1）初
始裂缝倾角主导主裂缝形态与贯穿位置，水力劈裂扩展表现出沿既有裂缝方向的显著趋势。即使在非
静水压力条件下（σ /σ = 3），初始裂缝倾角对主裂缝形态仍具强约束作用。（2）初始裂缝长度显著影响
H
V
局部裂缝演化路径，其增加会加剧裂缝尖端应力集中，促使裂缝沿界面过渡区扩展，导致临界开裂水
压明显下降。该趋势受细观结构调制，为含长裂缝工程结构的防裂控制提供依据。（3）多裂缝及特殊构
型（双平行/对角/正交）通过竞争扩展机制引发水压非周期震荡，加速临界水压下降。双平行裂缝易诱
发非对称贯穿路径，而对角线裂缝会显著削弱抗劈裂能力。裂缝构型对破坏路径的调控作用凸显了细
观结构的影响。（4）本研究基于孔压内聚力模型，初步揭示了初始缺陷对细观水力劈裂的影响机制，但
二维数值框架难以充分反映三维裂缝交互行为。后续将融合 CT 扫描真实细观结构，发展弹脆塑性材
料的三维水力劈裂模型，提升复杂缺陷致裂行为的预测能力。

参 考 文 献：

.
［ 1 ］ 张楚汉，唐欣薇，周元德，等 . 混凝土细观力学研究进展综述［J］ 水力发电学报，2015，34（12）：1-18.
［ 2 ］ 张国辉，顾艳霜，李宗利，等 . 高孔隙水压力环境下混凝土细观孔隙特征研究［J］ 西北农林科技大学学报
.
（自然科学版），2022（6）：131-138.
.
［ 3 ］ 钮新强 . 三峡高重力坝技术实践综述［J］ 水科学进展，2013，24（3）：442-448.
［ 4 ］ SALMON，GARY M. Brief introduction to the Revelstoke Project［J］ Canadian Journal of Civil Engineering，2011，
.
15（5）：784-798.
.
［ 5 ］ 田斌，夏颂佑 . 奥地利 Kolnbrein 拱坝坝踵开裂成因探讨［J］ 河海大学学报，1996（6）：94-97.
［ 6 ］ LORIG，LOREN J，WATSON，et al. Rockslide run-out prediction from distinct element analysis［J］ Geomechan‐
.
ics and Geoengineering： an International Journal，2009，4（1）：17-25.
［ 7 ］ 吴洋锋，汪洋，贾金生，等 . 高混凝土坝考虑水表面张力影响的水力劈裂研究［J］ 水利学报，2022，53
.
— 1441 —