岩基上混凝土坝踵区的开裂问题,一直以来都是水工坝体设计所关注的问题之一,而本文针对基于岩基上的混凝土重力坝的坝踵断裂准则进行了试验研究,并且通过模型试验对其尺寸效应进行了一定程度的探讨。 本文利用复变函数数解法,推导了异弹模V形切口问题的应力表达式,并且求解了满足边界条件的特征方程组,用牛顿迭代法求解了这一非线性方程组的解。求得了基岩和混凝土弹模比不同的情况下的特征根,推导出重力坝坝踵附近应力及位移表达式。由应力分量的表达式,可以看出,坝踵区的应力具有奇异性。 在此基础上重新定义了异弹模V形切口的应力强度因子,用无网格法由应力外推法计算了试件的无量纲应力强度因子。 在计算试件三十多种不同受力组合以后,在此基础上选定了具有代表性的七种受力状态的坝型试件,这些试件在坝踵区的应力强度因子比值均不同。 用以上试件进行了坝踵区岩石与混凝土结合面初裂准则的试验研究,测定了坝型试件结合面初裂的断裂韧度,并且得到了临界断裂曲线,得到了临界断裂曲线经验公式：(K_∏/K_(∏C))+1.66(K_Ⅰ/K_(ⅠC))~2-0.62(K_Ⅰ/K_(ⅠC))=1并应用不同比例的坝型试件,研究了在变比例的情况下对坝型试件的断裂韧度及无量纲应力强度因子的尺寸效应。 以上结论可以用于混凝土重力坝坝踵初裂时的断裂分析。