杜成斌，陈小翠，陈玉泉，游茂源

（河海大学 工程力学系，江苏 南京 211106）

1 研究背景

目前，我国仍然有数量众多的在建和拟建的高混凝土坝，且高混凝土坝的坝高已达到300米量级，已经超出现行设计规范，国内外也没有先例可供借鉴。同时，坝址所在地区环境恶劣、地形陡峻、地质条件复杂、地震烈度高，如锦屏一级（坝高305 m）、小湾（坝高295 m）、白鹤滩（坝高275 m）等。此类大体积混凝土水工结构中，由于施工期间材料配比、温度和施工工艺等因素影响，不可避免地会产生（微）裂缝，而蓄水后高水压的作用极易使裂缝进一步扩展，造成材料的进一步损伤和甚至降低结构的承载能力［1］。由于坝高的增加，使坝体承受的水压力明显增大，水力劈裂的问题也更显著［2］。因此，开展考虑缝内水压作用下混凝土开裂扩展机制研究，对高混凝土坝的安全性评价有特别重要的意义。Brühwiler等［3-4］进行了静力作用下混凝土试件的水力劈裂试验，对混凝土试件在裂缝内水压力和荷载共同作用下的响应进行了研究，根据试验数据给出了混凝土裂缝内水压力的分布规律，在裂纹扩展区裂缝的张开宽度超过临界张开宽度（全水头处对应的裂缝张开宽度）时，水压力分布为全水头；小于临界宽度时，水压力分布呈非线性下降。徐世烺［5］等和王建敏［6］对大体积混凝土梁试件进行了一系列楔入式紧凑拉伸试验，分别比较了无水试验、橡胶密封试验和橡胶钢板同时密封试验混凝土的材料特性参数，将密封钢板与混凝土试件作为一个整体进行混凝土开裂研究及缝面水压力分布计算，最后结果对密封钢板的约束作用进行折减。……