断裂与损伤力学在土木工程中应用论文

断裂损伤力学在土木工程中的应用摘要：通过对断裂力学形成过程和形成原因, 来源于生产实践, 又指导生产实践的辩证关系等进行分析, 说明科学技术进步与社会生产实践相辅相成的辩证关系, 阐述断裂力学的发展与工程实践是密切相关的基本观点, 并按照断裂力学发展的成熟度, 简要介绍了线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学等经典断裂力学的基本理论。

关键词：断裂力学; 形成发展; 应用研究Abstract: For its beautiful colors, dry- green jade is very popular and has an important role in jewelry market. In order to deeply understand the substantive characteristics, the author systematically studies the chemical composition, mineralogy of dry-green of jade by means of microscope, electron micro pro be, X-ray diffraction,Infrared ray spectra, and discovers that this specimen contains tremendous hornblende and kiosk ocher, but which also contains a lot of mica that rarely appears in jade. So, considering the formation Conditions of jade ore deposits, this paper preliminary analyze this special phenomenon, and provides significant clues for the further study of jade.Key words: Kosmochor; Mica; Hornblende; Mineral characteristic; Jade ore deposits1断裂力学的形成与发展断裂力学起源于20世纪初期, 发展于20世纪后期, 是一门研究含裂纹物体强度和裂纹扩展规律的学科, 是固体力学的一个新的分支, 也称为裂纹力学。

浅析断裂损伤力学在土木工程中的应用断裂损伤力学是一种研究材料在受力作用下断裂和损伤的力学理论，也是土木工程领域中常见的一种力学模型。

正如它的名字所示，断裂损伤力学主要研究在材料发生初始裂纹以及在裂纹逐渐扩展过程中材料的断裂和损伤，并可以用于预测和评估结构的强度、振动、疲劳和损伤等问题。

下面将从断裂损伤力学在材料和结构力学中的应用两个方面进行详细阐述。

在材料力学中，断裂损伤力学的应用主要体现在对材料断裂和损伤过程的理解和研究上。

在材料的初期阶段，裂纹发生的位置以及裂纹的尺寸对材料的性能至关重要。

断裂损伤力学可以用于计算对材料初始裂纹的影响，从而更好地了解其在受载过程中的行为，预测其疲劳寿命。

同时，该理论可以定量地描述裂纹扩展的过程，可以确定材料在特定应力水平下的断裂韧性。

因此，断裂损伤力学对于材料的疲劳和断裂行为的预测、材料韧性的评估以及材料失效机制的分析都具有重要的作用。

在结构力学中，断裂损伤力学也有着广泛的应用。

在预测结构在受力过程中可能出现的损伤和断裂行为时，断裂损伤力学可以提供有力的支持和指导。

通过对结构中各个部件的裂纹和断裂行为进行监测和分析，可以更加深入地了解结构的强度、振动、疲劳和损伤等问题，从而更加有效地预防和避免结构的失效。

在钢结构中，断裂损伤力学可以用于预测焊缝和铆接连接部位的断裂和损伤行为，从而优化钢结构的设计方案，提高其强度、韧性和耐久性。

除此之外，在岩土工程领域中，断裂损伤力学也有着广泛的应用。

土体在受力过程中往往会发生断裂和损伤，导致土体的强度和稳定性发生变化。

而断裂损伤力学可以用于研究土体的裂纹扩展行为和界面断裂行为，预测土体的断裂强度、塑性变形和残余强度等指标，对于土体的稳定性和工程安全性具有重要的意义。

总的来说，“断裂损伤力学在土木工程中的应用”主要体现在对土体、金属、混凝土等材料的断裂、损伤和失效行为的预测和评估上。

这种力学模型可以用于优化结构设计方案，提高结构的强度和稳定性，为实现可持续发展建设提供有力支撑。

浅析断裂力学和损伤力学在混凝土中的应用作者：姚山来源：《居业》2018年第08期[摘要]随着我国经济的不断发展，我国的基础设施建设速度也在不断加快。

一方面我国人口众多，需要大量的基础设施建设来满足人们的需求；另一方面我国经济的发展使得地区之间的联系越来越紧密，这就需要密集的交通线路来满足人们的需求。

在交通方面我们现在有发达的铁路和公路网，尤其在高铁建设方面，我国高铁总里程是世界最长，并且发展最为完善的国家。

[关键词]断裂力学；损伤力学；混凝土文章编号：2095 - 4085（2018） 08 - 0100 - 021 混凝土应用过程中出现的受损现象混凝土在工程施工过程中由于良好的和易性和黏合性能够很好的实现与各种混合材料的结合，但是在使用过程中可能会出现多种问题。

一方面由于混凝土是多种材料混合而成，并且在实际的工程施工过程中混凝土会与钢筋等金属材料混合使用，在温度异常变化的地区，由于热胀冷缩，混凝土中各种材质受热膨胀程度不同，造成了混凝土内部受力结构受损，最终表现在墙体表面出现墙体的裂缝。

并且金属材料受温度影响较大，更容易在温度较高的时候发生膨胀现象。

另一方面由于长时间的受力作用，混凝土墙体可能出现受力不均的现象，部分地区受力过大，而有些地方受力较小，这些也会造成混凝土出现开裂和变形。

2 断裂力学和损伤力学的介绍2.1断裂力学的介绍随着科技的不断发展，大型和超大型的工程建设项目不断增加，但是这些项目在经过长时间的使用过程中也会出现各种问题，比如工程结构及其零件的断裂，这种事故经常会造成大量的人员伤亡和财产损失。

为了能够找到工程断裂的原因以及找到应对这种事故的方法，断裂力学作为一门新型的学科逐渐受到了人们的重视。

通过人们的研究发现几乎所有的断裂事故均发生在结构的缺陷处，而传统的设计思想存在着一定的问题，即把应用中的材料看作是没有瑕疵的连续的完整体，容易忽视材料中存在的问题和缺陷。

2.2损伤力学的介绍损伤力学一开始通过用连续变量描述受损的连续性变化过程，但是该理论在提出之后没有得到更大范围的推广，也没有在实际工程中得到应用。

断裂与损伤力学在土木工程中应用论文【摘要】目前国内外已经对影响断裂力学展开了深入研究和广泛应用，断裂与损伤力学是为解决工程断裂问题而发展起来的力学分支，它将力学、物理学、材料学以及数学、工程科学紧密结合，是一门涉及多学科专业的力学专业课程。

本学科的研究发展为工程领域的发展起到了极大的推动作用，尤其在工程材料的抗疲劳断裂研究中起到了至关重要的作用。

一、引言断裂力学是近几十年才发展起来的一门新兴学科，它从宏观的连续介质力学角度出发，研究含缺陷或裂纹的物体在外界条件（荷载、温度、介质腐蚀、中子辐射等）作用下宏观裂纹的扩展、失稳开裂、传播和止裂规律，断裂力学应用力学研究含缺陷材料和结构的破坏问题，由于它与材料或结构的安全问题直接相关，因此它虽然起步晚，但实验与理论均发展迅速，并在工程上得到了广泛应用。

损伤力学是固体力学的一个分支学科，是随着工程技术的发展对基础学科的需求而产生的。

它经历了一个从萌芽到壮大的过程，到现在已成为一个集中固体力学前沿研究的热门学科。

二、断裂与损伤力学相关知识1、影响断裂力学的两大因素影响断裂力学有两大因素，荷载大小和裂纹长度。

考虑含有一条宏观裂纹的构件，随着服役时间后使用次数的增加，裂纹总是愈来愈长。

在工作载荷较高时，比较短的裂纹就有可能发生断裂；在工作载荷较低时，比较长的裂纹才会带来危险。

这表明表征裂端区应力变场强度的参量与载荷大小和裂纹长短有关，甚至可能与构件的几何形状有关。

2、脆性断裂与韧性断裂韧度（toughness）：是指材料在断裂前的弹塑性变形中吸收能量的能力。

它是个能量的概念。

脆性（brittle）和韧性（ductile）：一般是相对于韧度低或韧度高而言的，而韧度的高低通常用冲击实验测量。

高韧度材料比较不容易断裂，在断裂前往往有大量的塑性变形。

如低强度钢，在断裂前必定伸长并颈缩，是塑性大、韧度高的金属。

金、银比低强度钢更容易产生塑性变形，但是因为强度太低，因此吸收能量的能力还是不高的。

损伤与断裂力学论文损伤力学研究的是材料内部缺陷的产生和发展引起的宏观力学效应以及缺陷最终导致材料破坏的过程和规律。

1958年Kachanov在研究蠕变断裂时引入了损伤力学的概念，提出了“连续性因子”和有效应力。

1963年Rabotonov在Kachanov基础上引入了“损伤变量”的概念，奠定了损伤力学的基础。

在其后的二三十年中，各国学者对损伤力学的基本概念、研究方法、损伤变量的定义等做了大量的开创性工作，极大推动了损伤力学理论的进展。

1976年Dougill将损伤力学从金属材料中引入到岩石材料，之后岩石损伤力学迅速发展，已成为当今岩石研究领域的热门课题之一。

岩石损伤力学的研究关键是定义材料的损伤变量及正确地给出演变规律的本构方程。

能否得到合理的损伤演变方程和含损伤的本构方程关键是对损伤变量的定义是否合理，建立一个损伤模型的基本要求是能在实验中直接或间接确定与损伤演变规律有关的材料参数。

对损伤变量的定义，从损伤力学提出就开始进行广泛的研究，可从微观和宏观这两个方面选择。

微观方面，可以选择裂纹数目、长度、面积和体积等；宏观方面，可以选择弹性模量、屈服应力、拉伸强度、密度等。

国内学者唐春安从岩体材料内部所含裂纹缺陷分布的随机性出发，利用岩石微元强度服从正态分布或Weibull分布的特征，用发生破坏的微元数在微元总数中所占的比例来定义损伤变量。

谢和平等将分形几何理论应用于岩石损伤研究中，将岩石损伤程度的增加看作是分形维数的增加，从损伤与断裂之间的联系方面定量的描述了损伤，从而创建了分形几何与岩石力学理论体系，提出了分形损伤力学理论。

从微观角度出发对损伤变量进行定义，不仅物理意义明确，而且能够比较真实地反映材料性能逐渐劣化，但是从微观角度定义的损伤变量难以量测。

Lamaitre基于弹性模量变化用无损杨氏模量和损伤杨氏模量定义损伤变量，谢和平和鞠杨等讨论了该损伤变量定义的适用条件，进行了修正。

使基于宏观弹性模量定义的损伤变量在实际应用中比较方便，但这种定义方法需要事先知道材料的初始弹性模量，而且在实际的工程中很多材料都有具有初始损伤的。

浅析断裂损伤力学在土木工程中的应用
断裂损伤力学是研究材料在外力作用下出现断裂破坏的力学学科。

在土木工程中，断
裂损伤力学的应用大大提高了工程结构的安全性和可靠性。

断裂损伤力学可用于评估结构材料的抗剪强度。

土木工程中的结构往往要承受各种外
力作用，包括剪切力。

通过断裂损伤力学的研究，可以确定材料在剪切应力下的最大强度，从而为结构的设计和施工提供依据。

在建筑设计中，通过断裂损伤力学分析墙体的剪切力
破坏特性，可以确定合适的墙体结构或加固措施，以提高建筑物的抗震性能。

断裂损伤力学可用于研究结构的疲劳寿命。

在土木工程中，结构的持久性能往往是一
个重要考虑因素。

通过断裂损伤力学的分析，可以研究结构材料在交变荷载下的疲劳寿命，以确定结构的设计寿命和维护周期。

举个例子，桥梁是土木工程中常见的结构，通过断裂
损伤力学的研究，可以分析桥梁在车辆荷载下的疲劳断裂行为，从而确定合适的维护周期
和加强方法，保障桥梁的安全性和可靠性。

断裂损伤力学可用于分析结构的破坏机理。

在土木工程中，了解结构的破坏机理对于
结构的设计和维护至关重要。

通过断裂损伤力学的研究，可以分析结构材料的断裂行为，
揭示结构的破坏机理，从而改进结构的设计和施工方法，提高工程结构的安全性。

在混凝
土结构设计中，通过断裂损伤力学的分析，可以研究混凝土的裂缝扩展行为，从而改进混
凝土的配合比和施工工艺，提高混凝土结构的抗裂性能。

《路桥损伤及破坏中若干力学问题的研究》篇一一、引言随着社会经济的飞速发展，路桥工程作为基础设施的重要组成部分，承担着重要的交通任务。

然而，由于各种因素的影响，路桥的损伤与破坏问题日益突出，对交通安全和人民生命财产安全构成了严重威胁。

因此，对路桥损伤及破坏中的若干力学问题进行深入研究，对于保障路桥工程的安全性和耐久性具有重要意义。

本文将针对路桥损伤及破坏中的力学问题展开研究，以期为相关工程实践提供理论支持。

二、路桥损伤的力学问题分析1. 荷载作用下的损伤路桥在长期使用过程中，受到车辆荷载、风载、地震等外部荷载的作用，容易产生损伤。

其中，车辆荷载是路桥损伤的主要因素之一。

在荷载作用下，路桥结构会产生应力、应变等力学响应，当超过一定限度时，就会导致路桥结构的损伤。

因此，研究荷载作用下的路桥损伤机理，对于预防和减少路桥损伤具有重要意义。

2. 材料老化的损伤路桥材料在长期使用过程中，会受到自然环境、气候条件等因素的影响，导致材料老化。

材料老化会使路桥结构的强度、刚度等性能降低，从而产生损伤。

针对材料老化的损伤问题，应研究材料性能的退化规律，以及如何通过合理的材料选择和设计来延长路桥的使用寿命。

三、路桥破坏的力学问题分析1. 结构失效的破坏由于荷载过大、结构设计不合理等原因，路桥结构可能会发生失效破坏。

这种破坏具有突发性和灾难性，对人民生命财产安全构成严重威胁。

因此，研究路桥结构失效的破坏机理和预防措施，是保障路桥安全的重要任务。

2. 疲劳破坏路桥结构在长期使用过程中，由于受到重复荷载的作用，会产生疲劳损伤，最终导致疲劳破坏。

疲劳破坏是一种累积性的破坏过程，其破坏过程较为隐蔽，往往难以察觉。

因此，研究路桥结构的疲劳破坏机理和寿命预测方法，对于预防路桥的疲劳破坏具有重要意义。

四、研究方法与展望针对路桥损伤及破坏中的力学问题，可以采用以下研究方法：1. 理论分析：通过建立力学模型，对路桥的损伤及破坏过程进行理论分析，揭示其力学机理。

混凝土断裂损伤力学随着经济水平的不断提高，土木水利工程建设在世界范围内取得了迅猛发展。

混凝土作为土木水利工程中最重要的建筑材料之一，其损伤断裂特性对工程安全起着关键作用。

如何准确把握混凝土的破坏机理，确定合理的混凝土断裂参数，对评价混凝土结构的稳定性和安全性具有重大意义。

混凝土是由水泥、砂子、石子等经化学反应生成的多相复合材料，它自身的非均匀性以及复杂的内部结构，使得混凝土的断裂破坏机理也非常复杂，如何合理研究其由损伤、断裂到失稳破坏的复杂过程，一直是研究者极为关心的课题。

混凝土的破坏过程和机理混凝土是以骨料为填料、以硬化水泥浆为母体组成的复合材料。

因此，骨料和硬化水泥浆以及它们结合面的力学特性必然会影响混凝土的力学性能。

现代化测试技术和计算技术为我们观察和研究混凝土材料的破坏机理提供了方便。

虽然不同的学者由于所采用的观测方法与试验仪器的灵敏度、精度等不同，导致裂缝扩展过程中相应于不同阶段的应力水平并不完全一致，但是所得的结论都证实：未加荷载之前，混凝土中已经有微裂缝存在；在荷载作用下，混凝土的破坏实质上就是裂缝的产生、稳定扩展与不稳定扩展的过程，即裂缝的扩展经历了裂缝起裂、裂缝稳定扩展与裂缝失稳扩展三个阶段；而且混凝土破坏过程中并非单一裂缝在扩展，另外还有众多的次裂缝。

应力-应变关系是混凝土在外力作用下变形及破坏现象的外部表现。

在单轴压缩应力状态下，砂浆、骨料以及混凝土典型的应力-应变曲线如图1所示。

图1 单轴压缩时的应力-应变曲线比较由图可知，对骨料而言，在达到破坏荷载前，其应力-应变曲线基本上是线性的。

砂浆而言，直到破坏荷载的90%~95%之前，其应力-应变曲线也基本上是线性的。

但是，混凝土的应力-应变曲线则有明显的不同，在荷载达到抗压极限强度的30%~40%之前，应力-应变曲线接近直线；应力超过该点之后，应力-应变曲线的曲率逐渐增加，当应力达到抗压极限强度的70%~90%时，曲线明显弯曲；应力达到抗压极限强度后，应力-应变曲线达到峰点，可见，混凝土应力-应变曲线形状的变化与其内部裂缝的扩展有着密切的关系。

浅析断裂损伤力学在土木工程中的应用断裂损伤力学是一门研究材料在受力条件下断裂行为的学科，广泛应用于土木工程领域。

本文将从断裂损伤力学的基本概念、应用方法和实际工程中的应用等方面进行分析。

断裂损伤力学是通过对材料断裂行为的研究来预测和控制工程结构的损伤和破坏。

该理论主要关注材料的断裂过程，通过研究裂纹形态、裂纹扩展速率和材料损伤程度等参数来评估结构的可靠性和安全性。

在土木工程中，断裂损伤力学可以应用于材料强度研究、断裂形态分析、结构可靠性评估等方面。

在材料强度研究中，可以利用断裂损伤理论来预测材料的断裂强度和断裂应变。

通过对材料的断裂性能进行研究，可以为材料的选用和设计提供参考依据。

断裂形态分析可以帮助工程师判断材料的破坏模式、裂纹扩展情况等，并采取相应的措施来修复和加固结构。

而在结构可靠性评估方面，断裂损伤力学可以通过分析结构的损伤程度和载荷承载能力来预测结构的寿命和可靠性。

断裂损伤力学在实际工程中的应用还涉及到一些具体工程问题的研究。

在混凝土结构中，由于混凝土的脆性，易出现裂纹和破坏现象。

通过断裂损伤力学的研究，可以预测和控制混凝土的破坏过程，提高结构的抗裂性能。

在金属结构中，也存在着类似的问题。

通过断裂损伤力学的应用，可以评估金属材料的断裂寿命，预测结构的疲劳性能，为结构的安全运行提供依据。

在地震工程中，断裂损伤力学可以用于分析地震荷载下结构的破坏模式，提高结构的抗震性能。

断裂损伤力学在土木工程中具有重要的应用价值。

通过研究材料的断裂行为，可以预测并控制结构的破坏过程，提高结构的可靠性和安全性。

其在材料强度研究、断裂形态分析和结构可靠性评估等方面有广泛的应用，并在具体的工程问题中起到了重要的作用。

《路桥损伤及破坏中若干力学问题的研究》篇一一、引言随着交通运输业的迅猛发展，路桥工程作为国家基础设施的重要组成部分，其安全性和稳定性问题越来越受到人们的关注。

路桥的损伤及破坏，不仅会影响交通的顺畅，还可能造成严重的经济损失和人员伤亡。

因此，对路桥损伤及破坏中的若干力学问题进行研究，对于保障路桥工程的安全性和稳定性具有重要意义。

二、路桥损伤的力学机制路桥损伤的力学机制主要包括材料老化、荷载作用、环境影响等多个方面。

材料老化会导致路桥结构材料的性能逐渐降低，从而影响其承载能力和耐久性。

荷载作用则是路桥损伤的主要因素之一，包括车辆荷载、风荷载、地震荷载等。

环境影响则主要指温度、湿度、化学腐蚀等因素对路桥结构的损伤。

在研究路桥损伤的力学机制时，需要关注以下几个方面：首先，要了解不同类型路桥的结构特点和受力特性，以便更好地分析其损伤机理。

其次，要研究不同因素对路桥结构的影响程度和作用方式，以便采取有效的措施进行预防和修复。

最后，要建立路桥损伤的力学模型和数学模型，以便对路桥的损伤进行定量分析和预测。

三、路桥破坏的力学问题路桥破坏的力学问题主要包括结构破坏和失稳等。

结构破坏是指路桥结构在荷载作用下发生断裂、变形等现象，导致结构失效。

失稳则是指路桥结构在荷载作用下发生整体或局部的不稳定现象，如桥梁的倾覆、滑移等。

针对这些力学问题，需要进行深入的研究和分析。

首先，要了解路桥结构的承载能力和稳定性，以便判断其是否能够承受设计荷载和实际荷载。

其次，要研究路桥结构的破坏模式和破坏机理，以便采取有效的措施进行加固和修复。

最后，要建立路桥破坏的力学模型和计算方法，以便对路桥的破坏进行预测和评估。

四、研究方法与技术手段针对路桥损伤及破坏中的若干力学问题，需要采用多种研究方法和技术手段。

首先，可以通过理论分析的方法，建立路桥损伤及破坏的力学模型和数学模型，进行定量分析和预测。

其次，可以通过实验研究的方法，对路桥结构进行加载实验、模拟实验等，以了解其受力特性和损伤机理。