压缩作用下岩石裂纹闭合判据的研究

摘要

采用复变函数和保角变换的方法，分析压缩作用下张开型裂纹面的变形规律，并求解裂纹面的变形参数；在此基础上，建立裂纹面闭合分析的几何模型。通过对几何模型的分析，首先得出裂纹面的闭合规律，结果表明：张开型（椭圆型）裂纹面在压缩作用下，或者完全闭合，或者完全不闭合，这和岩石力学的普遍观点相符。其次建立裂纹面的闭合判据，并将裂纹面闭合临界载荷值的大小归结为一个一元二次方程的解，求解方便。该判据以裂纹面变形参数作为基本的参量，所得的结论不受加载模式的影响，消除了以往闭合条件的应用局限性；且判据中参数物理意义明确，数学形式简单，便于应用。最后运用相应的算例和数值方法对裂纹的闭合过程进行分析，验证以上的结论的正确性。