刘梦和，王向东，邵 兵

(河海大学力学与材料学院，江苏 南京 210098)

断裂力学是以含裂缝构件为研究对象，分析在各种外界因素(荷载、腐蚀和温变等)作用下裂缝稳定扩展或失稳扩展的规律，研究含裂缝构件安全性的学科［1］。目前在线弹性范围内，对裂缝的安全性评估主要采用应力强度因子K和应变能释放率G两个物理量。

实际工程中，评价大坝等结构中裂缝的安全性时，K及其判据［2-3］广泛应用于裂缝的稳定性分析。邓爱民等［4］对混凝土进行拉剪断裂试验，得到了考虑断裂过程区的Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的断裂K判据。近十几年来，饶秋华等［5-8］一直着力于研究混凝土和岩石等多种材料的断裂参数，得到了它们的Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型裂缝的断裂韧度及相应的测试方法。

在线弹性断裂力学中，对单一型裂缝的K与G的关系已有完善的研究和相应的理论公式［9］;对复合型裂缝的K与G的关系研究在国内外相关文献中很少见到。而在实际工程中，大部分裂缝都是复合型裂缝，仅将单一型裂缝的应变能释放率叠加得到复合型裂缝的G，不能很好地反映各单一型裂缝对复合型裂缝结果的影响。因此，有必要从理论上对复合型裂缝K和G的关系进行研究，并在此关系基础上建立复合型裂缝的断裂G判据，以此更好地评价工程结构中裂缝的稳定性。

Jones等［10－12］认为结构的复合型裂缝问题可简化为平面裂缝问题，有利于进行理论分析及有限元、边界元模拟分析。因此，本文采用平面板裂缝模型，从线弹性断裂力学理论的能量法入手，以单一型裂缝K与G的关系为基础，指导Ⅰ－Ⅱ复合型裂缝的K与G的关系，并应用有限元模拟计算对所得公式进行验证。……