多年凍土地區(qū)路基裂縫形成機理的離心模型試驗研究

利用離心模型試驗研究多年凍土地區(qū)高路堤裂縫的形成機理。通過在離心機中設置制冷裝置摸擬凍土區(qū)高路堤在凍融過程中路基體內(nèi)應力-應變狀態(tài)，水熱狀態(tài)的變化，從而對裂縫產(chǎn)生的條件、影響因素（如上限的不均勻變化，水分的影響等）給予分析，在此基礎上繼續(xù)進行防止裂縫出現(xiàn)的可能措施的離心模型試驗，力爭在裂縫產(chǎn)生機理的防治措施方面取得一定成果。 2100433B

本項目將研究集料和膠凝材料體系對混凝土體積變化和收縮裂縫的影響機理，復雜應力條件下混凝土裂縫形成和發(fā)展的機理，裂縫發(fā)展的基本力學特征與控制參數(shù)，不同幾何形狀試件中裂縫尖端弱化奇異場的表征因子及其雙K斷裂參數(shù)，鋼筋的橋聯(lián)作用及鋼筋混凝土的斷裂特征，建立裂縫生成及擴展的斷裂判據(jù)，給出使用條件下裂縫的預測預報方法；研制裂縫監(jiān)測光纖光柵網(wǎng)絡，實時監(jiān)測混凝土裂縫的產(chǎn)生，確定裂縫位置，探索用混凝土電磁感應法對裂縫特性及危害程度進行診斷的新方法；采用一種新型纖維編織網(wǎng)增強高性能混凝土，對已開裂部分局部加強，探索出對結構裂縫無害性分散化和對裂縫控制的有效方法；研制纖維編織網(wǎng)噴射ECC復合薄層，發(fā)展對已裂結構有效修復的新途徑。使我們能夠在對裂縫形成與發(fā)展機理深入了解的基礎上，給出評價混凝土結構裂縫的斷裂準則和預測預報方法，提出結構裂縫診斷、控制與修復的新方法。研究工作有重要的學術意義和普遍的工程應用價值。 2100433B

機場復合道面是近年來機場工程領域研究的重要課題，而反射裂縫是機場復合道面的主要破壞形式之一，因而研究機場復合道面反射裂縫的形成和演變的機理對機場復合道面的合理設計是非常必要的。本項目將引入彈塑性斷裂力學和無網(wǎng)格方法研究機場復合道面反射裂縫，首先研究彈塑性斷裂力學的擴展的無單元Galerkin方法，并對含反射裂縫、層間裂縫和基層裂縫的機場復合道面進行實驗研究；利用彈塑性斷裂力學的擴展的無單元Galerkin方法對含反射裂縫、層間裂縫和基層裂縫的機場復合道面進行數(shù)值分析，研究其裂縫擴展路徑。最后根據(jù)實驗和數(shù)值分析結果，分析機場復合道面反射裂縫形成和演變的機理。本項目研究將促進機場復合道面和半剛性基層瀝青路面反射裂縫的研究進展，為機場復合道面設計提供參考，也將促進非線性問題和斷裂力學無網(wǎng)格方法的研究進展。

機場復合道面是近年來機場工程領域研究的重要課題，而反射裂縫是機場復合道面的主要破壞形式之一，因而研究機場復合道面反射裂縫的形成和演變的機理對機場復合道面的合理設計是非常必要的。本項目引入彈塑性斷裂力學和無網(wǎng)格方法研究機場復合道面反射裂縫，首先研究了斷裂力學和彈塑性斷裂力學的擴展的無單Galerkin方法、彈性動力學和彈塑性大變形問題的改進的無單元Galerkin方法、彈性地基板的無網(wǎng)格方法、以及三維問題的維數(shù)分裂無網(wǎng)格方法，并對含反射裂縫、層間裂縫和基層裂縫的機場復合道面進行了實驗研究；利用斷裂力學和彈塑性斷裂力學的擴展的無單元Galerkin方法對含反射裂縫、層間裂縫和基層裂縫的機場復合道面進行了數(shù)值分析，研究其裂縫擴展路徑。最后根據(jù)實驗和數(shù)值分析結果，分析了機場復合道面反射裂縫形成和演變的機理。本項目現(xiàn)已發(fā)表期刊論文14篇(其中SCI收錄8篇)，會議論文4篇，另外還有5篇期刊論文已錄用；國際會議邀請報告4人次；培養(yǎng)碩士生6名(已畢業(yè))。本項目研究將促進機場復合道面和半剛性基層瀝青路面反射裂縫的研究進展，為機場復合道面設計提供參考，也將促進非線性問題和斷裂力學無網(wǎng)格方法的研究進展。 2100433B