高压水射流冲蚀混凝土破碎区演进特征及裂纹扩展规律研究

作者：刘佳亮; 李坤元; 张娣

来源：振动与冲击, 2019, 38(24): 131-137.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2019.24.018

• 高压水射流
• 混凝土
• 模型试验
• 裂纹

高压水射流冲击下混凝土内部裂纹扩展规律是洞察水力破碎机制的重要基础。借助相似材料、模型试验及高速摄像技术,构建了高压水射流冲击透明类混凝土冲蚀孔洞及裂纹扩展检测系统,研究了射流冲击混凝土冲蚀破碎区演化历程及裂纹扩展模式。结果表明,在射流冲击下混凝土破碎区演进过程分为三个典型阶段:水锤压缩区扩展、非压缩区扩展及侵彻贯通后扩展。在水锤压缩区冲蚀孔洞以近似"花瓣"状形态向自由面扩展,在冲蚀孔洞阵前面存在显著的塑性屈服区及交错裂纹网,并从理论上提出了冲蚀孔洞演进的临界判据;在非压缩区冲蚀孔洞近域塑性屈服区明显减少,材料去除演变为完全脆性破碎模式,冲蚀孔洞轴向演进速度呈现阶段性停滞;侵彻贯通后冲蚀孔洞径向维度将继续增大,并在孔壁近域出现不连续、半球状微裂纹区域,当扩展至初始贯通孔径2倍左右时,主冲蚀孔洞将趋于稳定。

• 单位
  土木工程学院; 重庆交通大学