考虑裂隙水压力的岩体压剪裂纹扩展规律研究

在库水位大幅度升、降变化时，容易导致岩体内增量裂隙压力的集中，使断裂面上有效应力降低，裂纹面尖端的应力强度因子增加。当达到临界强度因子时，可能使岩体内裂纹、裂隙贯通、扩展，形成连续的复式破坏面，从而使边坡稳定性降低，造成边坡的失稳。基于此，从断裂力学角度分析了裂隙水压力对裂纹强度因子的影响，对考虑裂隙水压力作用的ⅰ、ⅱ型复合裂纹扩展规律进行了研究，结果表明：ⅰ、ⅱ型复合裂纹的裂纹扩展角的变化，不仅与裂纹的闭合程度、斜裂纹倾角、双向应力大小有关，还与裂隙水压力的大小、裂纹面的摩擦系数有关；并且在相同情况下，未闭合裂纹的扩展角要大于闭合裂纹的扩展角；对于闭合裂纹，裂纹面摩擦系数越小，扩展角越大；最后，推导了基于摩尔-库仑准则考虑裂隙水压力的岩体断裂韧度kic、kiic和压剪状态下ⅰ、ⅱ型复合断裂判据。研究成果为分析水岩作用下裂隙岩体的失稳破坏提供了重要的参考。