冲击载荷作用下圆孔缺陷对裂纹动态扩展行为的影响规律*

王 磊，朱哲明，周 磊,2，董玉清，牛草原，杨正艳

（1.四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室，四川 成都610065；2.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都610059）

深部地下岩体结构中，岩体周围不仅会存在裂纹、节理与断层等各种缺陷，而且岩体周围也可能存在圆形或椭圆形等不同形状的空腔。当地下岩体结构受到突如其来的地震或爆破等动力扰动载荷作用时，岩体结构中的裂隙与空腔的共同作用将会导致岩体结构整体的失稳坍塌，最终造成岩体结构垮塌、泥石流、地裂缝、地面沉降等各种地质灾害，同时伴随着惨烈的人员伤亡和大量的经济损失[1-3]。因此，很有必要对含空腔缺陷裂隙结构的动态破碎行为进行分析研究。

在静态断裂力学方面，Fan 等[4]采用单轴压缩实验测试了含有单孔双裂纹缺陷和双孔双裂纹缺陷的矩形砂岩试样的破坏形态。Gong 等[5]给出了Ⅰ/Ⅱ型裂纹缺陷尖端附近存在椭圆孔缺陷时的理论求解的方法，并用复变函数的方法得到了Ⅲ型应力强度因子的表达式。Meguid 等[6]用积分变换和贝塞尔函数计算了在反平面载荷下裂纹尖端附近任意位置存在圆孔缺陷时的理论解。在动态断裂力学方面，杨仁树等[7]用动态焦散线实验方法，研究了圆孔缺陷对原生裂纹在爆炸载荷下扩展行为的影响，结果表明，爆生裂纹扩展到圆孔附近时裂纹扩展速度会增加；李盟等[8]研究了双孔对爆生裂纹动态扩展行为的影响，结果表明双孔会降低裂纹的扩展速度。……