水泥砂浆水力劈裂试验研究

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1、第25卷增1岩石力学与工程学报Vol.25Supp.12006年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2006水泥砂浆水力劈裂试验研究123速宝玉，谢兴华，王国庆(1.河海大学水电学院，江苏南京210098；2.南京水利科学研究院水工水力学研究所，江苏南京210029；3.浙江省钱塘江管理局，浙江杭州310016)摘要：选用水泥砂浆作为试验材料，研究其在水力劈裂条件下的破坏特征。制作空心圆柱试件，在三轴渗流应力耦合试验仪上进行水力劈裂破坏试验，得到试件破坏时的应力状态没有满足整体的破坏条件。对此做了详细

2、研究，认为之所以出现这种情况是因为材料不均匀。材料的不均匀引起了试件内部应力场分布不均匀。在处于高应力的某些点上，首先达到破坏条件(拉剪破坏条件)，出现微裂纹。微裂纹出现以后，应力集中显著，微裂纹沿裂尖继续扩展，直到整体劈裂，试件破坏。文中建议用材料非均匀系数描述这种非均质材料的破坏特性。非均质系数越大，材料发生低应力状态破坏的可能性越大。关键词：水利工程；水力劈裂；试验研究；非均值材料；非均质系数中图分类号：TV31文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增1–2952–06HYDRAULICFRACTURETESTONCEMENTANDSANDM

3、ORTAR123SUBaoyu，XIEXinghua，WANGGuoqing(1.CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering，HohaiUniversity，Nanjing，Jiangsu210098，China；2.DepartmentofHydraulicEngineering，NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing，Jiangsu210029，China；3.QiantangRiverDirectorialBureau，Hangzhou，Zhejiang310

4、016，China)Abstracts：Hollowcolumnsweremadewithsand-cementgroutastestsamples，onwhichthefailurecharacteristicwasstudiedintheconditionoftriaxishydraulicfracturing.Thesamplesweretestedontriaxisseepage-stresscoupledtestapparatus.Thedatafromtestshowthatthestressstatesdidnotmeetthefailurecrit

5、erionwhensamplesfailure.Thatphenomenonwasstudiedindetail.Theresultthatitwastheasymmetryofthesamplematerialleadstothestressfieldasymmetry.Andlocalhighstresscanmakesamplefailurefromthelocalspot.Thenstressconcerctrationhappenedinthefailurespot，whichfocusedonthefracturetip.Andthenthefract

6、uredevelopmentwasinduced.Finallythesampledamagedentirely.Anewconcept，inhomogeneouscoefficient，wassetuptobeusedtodescribethephenomenonofbrittlematerialsfailureinlowstresslevel.Foranybrittlematerials，thelargertheinhomogeneouscoefficientis，thelargerthepossibilityoffailureinlowstresslevel

7、is.Keywords：hydraulicengineering；hydraulicfracture；teststudy；inhomogeneousmaterial；inhomogeneouscoefficient水利资源，在一些合适的地址开一条不长的引水隧1引言洞就能获得几百米水头。开发这些既经济又清洁的水能资源面临着许多要解决的理论和技术问题。其我国西部高山峻岭，水量丰富，蕴藏着丰富的中之一是高水头对混凝土结构衬砌体的水力劈裂问收稿日期：2005–08–10；修回日期：2005–12–02基金项目：国家自然科学基金重点项目(50239070)；南京水利科学研究

8、院青年基金