沥青混凝土水力劈裂的细观机理研究

武利强,王 良,章晓桦,朱 晟

(1.浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020；2.河海大学水工结构研究所,江苏南京210098)

沥青混凝土水力劈裂的细观机理研究

武利强1,王 良1,章晓桦1,朱 晟2

(1.浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020；2.河海大学水工结构研究所,江苏南京210098)

以基于离散单元法的二维颗粒流程序(PFC2D)为平台,建立可模拟沥青混凝土水力劈裂的数值模拟方法,深入研究沥青混凝土水力劈裂机理。该方法可模拟水力劈裂裂缝出现、扩展直到破坏的全过程。在此基础上,对沥青混凝土水力劈裂的细观机理和发生条件进行了研究。水力劈裂为拉伸破坏,细观机理为颗粒间法向接触力(拉力)超过法向粘结强度时,产生微裂缝,导致渗透系数增大,水压力急剧增长,从而激发更多微裂缝产生,直至微裂缝贯通形成宏观裂缝。发生条件为存在弱接触面区,有利于微裂缝的产生,而微裂缝产生后又可诱发更多裂缝产生直至贯通形成宏观裂缝。

离散单元法；沥青混凝土；水力劈裂；细观机理；发生条件

0 引 言

水力劈裂是土石坝破坏的主要因素之一,挪威Hyttejuvet坝[1]、英国Balderhead坝[2]、美国Teton坝[3]的失事均与水力劈裂密切相关。关于水力劈裂机理,目前有张拉破坏和剪切破坏两种说法[4,5],尚无统一说法。另外,关于水力劈裂的研究大多以粘土、岩体等为对象[6,7],沥青混凝土水力劈裂的研究则鲜见报道。随着沥青混凝土心墙高坝的增多,沥青混凝土心墙是否会发生水力劈裂已成为一个非常迫切需要研究的课题。……