为了研究混凝土在水力劈裂过程中的断裂能变化规律,分析了水力劈裂中的各荷载做功,建立了水压力下断裂能的计算公式,开展了12组混凝土水力劈裂试验,得出了水压力对混凝土断裂能的影响规律。结果表明:水压力作用下混凝土的断裂能减小,水压力越大,混凝土的断裂能越小;混凝土在水力劈裂过程中的断裂能弱化效应不可忽略,在0.3 MPa水压力下,该弱化效应随水压力增加呈线性递增趋势。

通过改变三维8结点六面体等参单元的结点位置、结点数目和形函数，构造了一种12结点三维等参奇异单元，该单元的应力场具有1/√r奇异性，可以模拟裂缝前沿的奇异应力场；该单元的位移模式在其中两个坐标方向是线性变化的，因此．该单元与线性单元连接时不需要过渡单元，仍能保证交界面位移协调，克服了20结点三维等参奇异单元不能与线性单元协调连接的缺陷；文章最后将该奇异单元布置在裂缝前沿，应用有限元法计算了三点弯曲梁预制裂缝前沿的应力强度因子，该结果与规范公式计算值基本一致。