混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型裂纹有效断裂准则

利用单边切口四点剪切梁进行了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验研究．根据试验结果采用四分之一点奇异有限元法（ｔｈｅｑｕａｒｔｅｒ－ｐｏｉｎｔｓｉｎｇｕｌａｒｅｌｅ－ｍｅｎｔ）计算了各试件的应力强度因子ＫⅠ和ＫⅡ；结合本文的试验结果在广泛收集、分析国内外混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验资料的基础上，建立了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型有效裂纹断裂准则，并与已有断裂准则进行了比较     

混凝土 Ⅰ-Ⅱ 复合型断裂试验的试件形式及试验装置系统

在总结分析有关研究的基础上，对进行稳定混凝土断裂试验所需的条件及试验测量误差进行了分析，提出了适于混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验研究的试件及其加载测量系统，并分析了引起测量误差的原因．结果表明，单边切口四点剪切梁是进行混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂研究较理想的试件之一     

混凝土断裂临界值测试研究

对一种常规混凝土，用相同的单边裂缝方形试件和统一的加载装置，进行了Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型３种单一型和Ⅰ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅲ、Ⅱ－Ⅲ、Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ４种复合型裂缝失稳扩展时的应力强度因子临界值的测试，得出ＫⅠｃ、ＫⅡｃ、ＫⅢｃ和Ⅰ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅲ、Ⅱ－Ⅲ复合型临界断裂曲线和Ⅰ－Ⅱ一Ⅲ复合型临界断裂曲面，从而获得了完整的Ｋ判据临界值体系。     

碾压混凝土断裂性能研究

提出了测定Ⅰ－Ⅱ复合型裂缝断裂能的方法,用试验论证了不同组合Ⅰ－Ⅱ复合型试件的断裂能属同一量级;对不同应力强度因子水平的试件进行了碾压混凝土层面的徐变断裂试验,得到了应力强度因子水平与断裂时间的关系。     

考虑断裂过程区的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂判据研究

根据以前的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂实验资料,同时采用数值模拟实验的方法,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂试件失稳断裂破坏时,断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及应力强度因子KⅠ、KⅡ。根据分析计算结果,建立了考虑断裂过程区的新的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂K判据,并与课题组以前的K判据作了分析比较。     

混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验研究

通过混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验设计及成果分析,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试件失稳断裂破坏时考虑断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及其对应的应力强度因子KⅠ和KⅡ,建立了考虑断裂过程区影响的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂判据,并用二次抛物线拟合了其临界曲线.与不考虑断裂过程区影响的判据临界曲线相比,考虑断裂过程区的影响,可提高裂缝稳定性计算的安全度,降低材料抗裂性能的要求.     

陶粒砼Ⅰ-Ⅱ复合型断裂判据研究

用混合有限元法,采用四边形等参单元算得三点弯曲梁和四点剪切梁的应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ。用对称三点弯曲梁和四点剪切梁试件测得陶粒砼K_(IC)和Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的临界K_Ⅰ、K_Ⅱ值。根据实验结果,建议了陶粒砼Ⅰ-Ⅱ复合型断裂准则和根据K_Ⅰ/K_Ⅱ值计算起裂角θ的公式。最后,与普通砼的结果以及断裂力学中3个复合型断裂准则进行了对比。     

16MnR钢应力三维度与断裂机制的实验研究

通过对１６ＭｎＲ钢拉伸实验的测试数据，计算结果和应力三维度与断裂机制关系的分析，了应力三维度与Ⅰ－Ⅱ复合型断裂机制的关系，并得出了此钢Ⅰ－Ⅱ复合型断裂机制转换的应力三维度临界值。     

岩石Ⅰ、Ⅱ复合型断裂判据的研究

本文采用三点弯曲、四点弯曲的断裂试验方法对岩石的断裂韧性以及Ⅰ-Ⅱ复合型断裂判据进行了研究,得出了岩石的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂判据:K_Ⅰ~2+AK_ⅠK_Ⅱ+BK_Ⅱ~2=K_(ⅠC)~2并将试验结果与最大拉应力(σ_(θ_(max)))理论和最小应变能密度因子(S(θ_(min)))理论进行了分析比较。     

混凝土三维断裂临界曲面研究

本文对按应变能密度理论和最大拉应变理论所推导出的两个三维复合型断裂临界曲面作了简要介绍.并叙述了以35组混凝土试样进行Ⅰ-Ⅱ、Ⅰ-Ⅲ和Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型各种复合型断裂破坏试验为依据所得出的混凝土材料的两个试验临界断裂曲面.结果表明,按最大拉应变理论所得到的理论临界曲面和试验临界曲面相当接近.由本试验所得到的临界断裂曲面,及其拟台的经验判据式为判别含各种复台状态裂纹的工程构件中的裂纹是否会失稳扩展,提供了一个准则.     

椭圆规律断裂准则的实验研究

本文根据文献[1]的实验数据,给出了Ⅰ-Ⅱ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅱ-Ⅲ和Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ四种类型的复合型断裂的实验结果与三种断裂准则的理论曲线的对比,由此认为,椭圆规律准则是较符合工程应用的全复合型断裂准则。     

混凝土压缩条件下三维断裂临界曲面的试验研究

采用相同的单边裂缝方形短柱和统一的分步加载方式，对混凝土进行压缩Ｉ型，Ⅱ型，Ⅲ型及压缩条件下的各种复合型断裂测试，给出了Ｉ－Ⅱ－Ⅲ复合型临界断裂全曲面。     

J积分断裂准则在弹塑性I—Ⅱ复合型加载下的应用探讨

在分解Ｊ积分法调制的弹塑性大变形的有限元程序计算基础上，用阻力曲线法研究究了两种油井钻杆材料不同Ⅰ－Ⅱ复合比下的Ｊ积分阻力特性。结果表明：随Ⅱ型分量增加，以Ｊ积分形式表示的断裂抗力降低，提出了一个适于钻杆钢等中低强度、塑韧性较好的材料的复合型延性断裂准则：Ｊｃ＝ＪⅡｃ－（ａ－１）ＪⅡ（其中ａ为一材料常数，但在实验范围内，试样尺寸对ａ还有一定影响）。并结合复合延性裂微观过程的观察，对该准则和ａ值做了     

陶粒混凝土Ⅰ—Ⅱ复合型断裂判据研究

用混合有限元法，采用四边形等参单元算得三点弯曲梁和四点剪切梁的应力强度因了K1和KII。用对称三点弯曲梁和四点剪切梁试件测得陶粒砼KIC和I－II复合型裂纹的临界K1，KII值，根据实验结果，建议了陶粒砼I－II复合型断裂准则和根据K1／KII值计算起裂角的公式，最后，与普通砼的结构以及断裂力学中3个复合型断裂准则进行了对比。     

轴承钢GCr15混合型（Ⅰ＋Ⅱ）断裂试验研究

采用紧凑拉伸剪切断裂试样（ＣＴＳ），对轴承钢ＧＣｒ１５进行了（Ⅰ＋Ⅱ）混合型断裂试验。试验结果表明，近似符合双参数ＫⅠＣ，ＫⅡＣ的椭圆规律，裂纹扩展开裂角θ０与裂尖塑性区的形状有关。     

J积分断裂准则在弹塑性Ⅰ－Ⅱ复合型加载下的应用探讨

在分解Ｊ积分法调制的弹塑性大变形有限元程序计算基础上，用阻力曲线法研究了两种油井钻杆材料不同Ⅰ－Ⅱ复合比下的Ｊ积分阻力特性，结果表明：随Ⅱ型分量增加，以Ｊ积分形式表示的断裂抗力降低，提出了一个适于钻杆钢等中低强度、塑韧性较好的材料的复合型延性断裂准则：Ｊｃ＝ＪⅡｃ—（α—１）ＪⅡ（其中α为一材料常数，但在实验范围内，试样尺寸对α还有一定影响）．并结合复合延性断裂微观过程的观察，对该准则和α值做了解释和讨论。     

岩石Ⅱ型裂纹扩展的一般规律

对大理岩Ⅱ型裂纹的扩展规律进行了实验研究，认为岩石Ⅱ型裂纹的扩展具有机理完全不同的Ⅰ型、Ⅰ－Ⅱ复合型及Ⅱ型３种断裂形式，因而有３个不同的剪切断裂韧性及在纯剪断裂条件下，由此认为剪切裂纹的扩展应有３个不同的判据。     

混凝土线弹性断裂性能及断裂韧度

本文用试验的方法研究了混凝土的线弹性断裂性能.首先以79根试样测定了350~#凝混土的KIc为426.4千牛/米~(3/2),450~#则为500.4千牛/米~(3/2).关于凝混土KIc的尺寸效应问题,本文从脆性破坏统计理论导出了不同尺寸试样间KIc的换算公式,并进行了试验验证.应用声发射技术分析混凝土的裂纹扩展情况是有效的,本文介绍了这方面的试验和结果,并确定了混凝土的失稳扩展点.混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂的临界曲线和断裂角曲线是以40根(10种组合)斜裂纹试样和24根(6种组合)四点剪切试样的试验得出的,两类试样的结果十分接近.同时,还得出混凝土的KⅡc.     

混凝土窄条断裂区模型及其应用

以大量的实验观察结果为依据，提出了描述混凝土类半脆性固体材料失稳断裂前存在着裂缝稳定缓慢增长过程的窄条断裂模型．根据这一模型，提出了采用ＣＴＯＤｃ作控制参数来求解失稳断裂前的有效裂缝扩展量Δａｃ和等效断裂韧度～ＫＩＣ的计算方法．结果表明，将初始缝长ａ０加上Δａｃ进行有效裂缝长度修正后求得的～ＫＩＣ与试件尺寸无关，因而ＣＴＯＤｃ和～ＫＩＣ有希望作为控制混凝土类半脆性固体材料断裂的双参数准则．     

复合型断裂准则的实验研究

本文用实验方法,对复合型断裂准则进行研究.实验是根据文献[1]用自己设计制造的加力装置安装在普通材料试验机上进行的.这是一种多功能的加力装置,可以实现包括Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型在内的各种复合型加载.文中对1344根试件的四种复合型断裂实验结果与理论曲线进行了比较.