工程中的关键力学问题.pdfVIP

工程结构中的力学问题 工程结构中的力学问题方向主要在工程结构的损伤、耐久性和防灾减灾，以 及岩土力学两个子方向开展研究。主要致力于研究工程结构中与力学相关的一些 挑战性课题、大型工程结构的损伤、耐久性、退化等力学行为的研究及“绿色” 建筑中的力学问题等。通过多年的努力，该方向已取得一批较有影响力的成果， 以下为研究骨干在近几年以来已完成的代表性阶段成果： (1) 连续介质/孔隙介质力学及软物质物理和力学 利用孔隙介质的理论对工程中的饱和土中的桩基础隔振问题进行了系统的 研究，建立了“开放型”周期性结构，即，考虑和半空间土体耦合的高架桥结构 的本证振动计算模型。提出了联结式排桩隔振的理论模型和数值计算方法；建立 了排桩隔振的各类新的计算模型。并系统地建立了2.5 维饱和孔隙介质的边界元 方法，以及层状饱和孔隙介质地基受移动载荷作用的TRM 方法。基于相场理论和 混合物理论，建立了正冻饱和土的相场理论，该方向目前正在进行进一步研究。 另外，还对物理学中的声子晶体的能带结构及其计算理论进行了研究，对声 子晶体理论在工程结构中的应用进行了研究，目前，已取得一些阶段性成果。此 外，我们在孔隙介质相变问题方向也进行了研究，正在开展一项国家重点实验室 开放基金的研究，目前正在建立正冻孔隙介质的理论模型，已取得阶段性成果。 在该研究方向已成功申请国家自然科学基金项目2 项，深部岩土力学国家重 点实验室开放基金1 项，发表论文22 篇，其中SCI 收录17 篇,EI 收录3 篇，教 材1 部，获镇江市科技进步三等奖1 项。 (2) 多场耦合下结构损伤、断裂/耐久性理论及自增强技术 开展了预应力混凝土（以下简称PC）结构在两种侵蚀环境(氯盐与冻融、疲 劳与冻融、氯盐和硫酸盐等)耦合作用下的耐久性试验研究与理论分析工作。主 要成果有：1）通过耐久性正交试验（试件共86 个，分8 组，考虑了3 种双指标 组合），揭示了双指标不同侵蚀环境下PC 材料及构件的损伤机理与承载性能劣 化规律；2）提出了预应力混凝土中氯离子二维扩散齐次模型（氯盐与冻融循环 作用时），探讨了水胶比、应力水平与龄期等对结构氯离子扩散性能的影响；3） 利用冻融循环后PC 构件相对动弹性模量的衰减规律，建立了不同预应力水平对 应的构件累积损伤时变模型及疲劳寿命预测模型；4）建立了基于动弹模和刚度 衰减的PC 梁在冻融和疲劳双指标作用下的损伤及寿命预测模型，提出了相关结 构性能可靠性分析方法；5）基于模糊数学与随机场理论，提出了不同侵蚀阶段 下PC 结构耐久寿命评估与设计方法。 研究了双材料失配对裂纹端应力场的影响规律，用约束参数定量刻画材料适 配的影响。研究了碳素钢母体材料及焊缝材料断裂性能影响因素。分成常态环境 和特殊环境。先研究了常态环境下裂纹尺寸的影响。利用先期获得的焊缝裂纹尖 端应力场J－A2 修正解，全面讨论了焊缝宽度和母材与焊材强度错配对裂纹尖端 应力分布的影响。利用建立的裂纹尖端应力场解析式以及断裂力学局部法，提出 了依据标准试样获得的断裂韧度来预测非标准试样或构件解理断裂强度的方法。 考虑温度的影响，预测韧脆转化曲线及参考温度的变化。这些已形成论文。之后， 研究了中子辐射的影响。探讨了中子辐射使碳素钢母材和焊材常规性能退化的规 律，采用有限元方法，分析了中子辐射造成裂纹尖端应力场变化的规律。用等效 约束参数量化辐射效应，建立了裂纹尖端应力场的多参数渐进解。结合RKR 解理 断裂模型，给出了对母材及焊材由常态标准试样的断裂韧性预测经辐射后解理断 裂韧性的方法。这部分成果已有论文发表，并将陆续获得深入的成果。 团队成员： 刘荣桂 陈忠安 石启印 范旭红 吴卫国 张会杰 教授/博士 教授/硕士 教授/博士 副教授/硕士 副教授/博士 副教授/博士 研究成果： 代表性论文： 检索 序号 论文名称 作者 （*） 发表刊物名称 发表时间 类型