断裂损伤理论在混凝土中的应用研究_刘黎
混凝土损伤断裂性能试验研究进展
1、完善混凝土损伤断裂性能的理论模型：结合试验研究成果，建立更为精 确的理论模型，用于描述和预测混凝土的损伤和断裂行为；
2、发展更为高效的检测和监测技术：针对混凝土损伤断裂的微观机制和演 化过程，发展更为高效的检测和监测技术，以便更准确地掌握混凝土的损伤状况 和断裂风险；
3、优化混凝土材料和结构设计：结合不同服役环境和工程需求，优化混凝 土材料和结构设计，提高混凝土的损伤断裂性能；
2、混凝土是一种非均质材料，其损伤和断裂行为受到微观结构和外部因素 的综合影响，现有研究多基于宏观力学理论，难以揭示其微观机制；
3、混凝土损伤断裂性能试验研究方法各异，缺乏统一的标准和规范，导致 试验结果难以进行对比和分析。
混凝土损伤断裂性能试验研究方 法
混凝土损伤断裂性能试验研究方法主要包括试件制作、加载装置、测试技术 以及数据处理等环节。其中，试件制作应考虑材料的特性、加载条件和边界条件 等因素；加载装置应能够模拟实际工程中的荷载形式和加载路径；测试技术应包 括变形、裂缝、应力和声发射等参数；数据处理应对试验结果进行统计分析、模 型拟合和可视化分析等。
4、加强混凝土损伤断裂性能的耐久性研究：针对不同环境因素对混凝土损 伤断裂性能的影响，深入研究其耐久性评价方法和防护措施；
5、加强国际合作与交流：鼓励国内外研究者加强合作与交流，共同推动混 凝土损伤断裂性能试验研究的发展。
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混凝土损伤断裂性能试验研究现 状
Байду номын сангаас
近年来，混凝土损伤断裂性能试验研究取得了长足进展。研究者们针对混凝 土材料的特点，通过不同手段和测试技术，对混凝土的损伤和断裂行为进行了深 入探究。尽管取得了一定的成果，但仍存在以下问题亟待解决：
1、混凝土损伤断裂性能的影响因素众多，包括材料、环境、荷载等，现有 研究多针对单一因素，难以全面反映实际情况；
《2024年裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》范文
《裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》篇一一、引言随着工程建设的不断深入，岩体工程中的渗流、损伤和断裂问题日益突出，特别是在裂隙岩体中，这些问题更是成为了研究的热点。
裂隙岩体因其特有的地质构造和物理特性，使得其渗流、损伤和断裂行为具有显著的复杂性和特殊性。
因此，研究裂隙岩体渗流—损伤—断裂的耦合理论，不仅有助于理解岩体的力学行为，也有助于指导实际工程的设计和施工。
二、裂隙岩体渗流理论渗流是岩体中流体运动的一种基本现象，尤其在裂隙岩体中，流体的运动规律直接影响到岩体的稳定性和力学行为。
裂隙岩体渗流理论主要研究的是流体在裂隙中的流动规律，包括流体的物理性质、裂隙的几何特征以及流体的运动方程等。
目前，常见的裂隙岩体渗流理论有达西定律、非达西定律等。
三、损伤理论在裂隙岩体中的应用损伤是指材料或结构在受力或环境作用下，其内部产生微观或宏观的缺陷，导致材料或结构的性能降低。
在裂隙岩体中，损伤主要表现为岩体的强度降低、变形增大等。
损伤理论在裂隙岩体中的应用主要表现在以下几个方面：一是通过研究损伤的演化规律，预测岩体的长期强度和稳定性；二是通过建立损伤本构模型，描述岩体的力学行为；三是通过分析损伤与渗流、断裂的耦合关系，揭示岩体的破坏机制。
四、断裂理论及在裂隙岩体中的应用断裂是岩体的一种基本破坏形式，也是工程中需要重点关注的问题。
在裂隙岩体中，断裂不仅与岩体的强度和稳定性有关，还与流体的运动和渗流有关。
断裂理论主要研究的是材料或结构的断裂过程和断裂机制，包括裂纹的扩展、能量释放等。
在裂隙岩体中，断裂理论的应用主要包括以下几个方面：一是通过分析裂纹的扩展规律，预测岩体的破坏模式；二是通过建立断裂力学模型，描述裂纹的扩展过程；三是通过研究断裂与渗流、损伤的耦合关系，揭示岩体的破坏机理。
五、裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论是指综合考虑渗流、损伤和断裂对岩体稳定性和力学行为的影响的理论。
材料损伤断裂理论
一种是能量平衡的观点，认为裂纹扩展的动力是构件在 裂纹扩展中所释放出的弹性应变能，它补偿了产生新裂纹表 面所消耗的能量，如Griffith理论；
一种是应力场强度的观点，认为裂纹扩展的临界状态是 裂纹尖端的应力场强度达到材料的临界值，如Irwin理论。
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线弹性弹性断裂力学理论
线弹性断裂力学的基本理论包括： Griffith理论，即能量释放率理论； Irwin理论，即应力强度因子理论。
一、Griffith理论
1913年，Inglis研究了无限大板中含有一个穿透板厚 的椭圆孔的问题，得到了弹性力学精确分析解，称之为 Inglis解。1920年，Griffith研究玻璃与陶瓷材料脆性断 裂问题时，将Inglis解中的短半轴趋于0，得到Griffith 裂纹。
断裂过程包括裂纹的形成和裂纹的扩展。
损伤
断裂
主要内容
断裂概念及分类 材料的理论断裂强度 Griffith能量平衡理论 应力强度因子
按断裂前材料发生塑性变形的程度分类 ➢ 脆性断裂（如陶瓷、玻璃等） ➢ 延性断裂（如有色金属、钢等） 断面收缩率5%；延伸率10%
材料损伤断裂理论
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大纲
概况 线弹性断裂力学理论 弹塑性断裂力学理论 材料细观损伤理论 总结
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概况
断裂损伤力学是固体力学的一个分支，是断裂力学和损伤力 学的简称。断裂力学是研究含裂纹固体介质的强度和裂纹扩展规律 的学科，它采用均匀性假设，且假设仅在材料缺陷处不连续;损伤 力学是研究材料内部存在错位“夹杂”微裂纹和微孔洞等分布缺陷时 ，在外荷载作用下损伤的演化规律及其对力学性能的影响，二者共 同描述了结构从原有缺陷到宏观裂纹形成继而断裂的全过程。 1962年 M.Kaplan 首先运用断裂力学方法分析混凝土裂缝.
断裂理论在混凝土分析中的运用
断裂理论在混凝土分析中的运用摘要：基本上有混凝土破坏的地方，都伴随有裂缝的产生与发展，传统强度理论不能很好解其发展过程，断裂理论为其提供了一个新的思路，本文就断裂理论在混凝土的裂缝分析研究中情况的作了简要介绍，并谈了一些个人看法。
关键词：断裂力学；混凝土；裂缝；引言混凝土材料是目前运用最广的复合型人工材料之一，是现代工程结构的首选材料，广泛运用于房建、路桥、水利、岩土等土木工程中。
在混凝土结构设计中，裂缝控制是其中一个十分重要的内容，规范中对不同环境条件下，构件裂缝的最大宽度做了明确的规定。
为了弄清混凝土结构中裂缝的扩展和断裂产生的机理，国内外学者也做了大量的研究探索，但总的来讲，由于混凝土材料的复杂性，研究主要还是采取实验研究和数值模拟，在数值模拟中大多都是采取简化模型，而规范中混凝土裂缝控制的计算公式是在实验的基础上，通过统计分析加上工程实践经验综合而得，没有从理论上解释混凝土结构中裂缝的形成发展和破坏机理。
20世纪断裂力学的出现给广大的学者研究混凝土裂缝指明了一个新的方向。
混凝土破坏原因分析根据大量的研究成果表明，混凝土材料的破坏大致可以分为两类：一是塑性流动，比较常见的就是混凝土的受剪切、受压破坏；另一种是断裂，就是宏观上讲，产生明显可见裂缝导致混凝土结构失效，如混凝土构件的受拉、受弯破坏。
归根到底，都是裂纹的产生达到一定程度，导致构件承载力失效。
国内外学者研究表明，混凝土是典型的非均匀材料，而且一般还包含初始缺陷，如混凝土构件建造过程中，由于施工、集料、配合比、温度等各种原因导致在结构内部产生空洞、微裂纹、裂缝等。
在初始缺陷中，微裂纹在材料中具有很大的随机性，它会影响到混凝土结构的整体性能，而相比较微裂纹而言，尺寸量级要大得多的，具有一定方向性的裂缝，则会影响混凝土材料力学性能在宏观上尺度上的各向同性[1]。
而且混凝土结构对拉应力十分敏感，在拉应力作用下，一般混凝土基本上表现为脆性断裂，具有脆性材料的特征，但又不是完全脆性材料，相比较典型的脆性材料玻璃而言，混凝土破坏前有一个稳定的微裂纹发展阶段。
断裂力学在混凝土结构中的应用
线 弹性 断裂力 学 的研 究对 象是 带有裂 纹 的线弹 性体 ，其基 础是线 弹性 理
论 ， 目前 用于线 弹性 断裂力 学研 究的有 能量 理论和 应力 强度 因子理 论 ；弹塑 性 断裂力 学是分 析在裂 纹端 部 已有很大 塑性 区的大 范 围屈服 断裂 问题和 全面 屈服 断裂 问题 。 ‘
（ ）加载过 程 中高强钢 筋 混凝土 构件 总体上 仍符合 适筋 梁受 弯破坏 的典 ４
型 的三个 阶 段 。
２断裂 力学 在混 凝 土结构 中 的应 用
件 的理论 分 析与 实 验研 究 的原 理和 方 法 ， 以确 保其 安 全服 役 。断 裂力 学 的 应用 可 带 来土 木 工程 的革 新 ，丰 富 现 有 的结 构 设 计理 论 。 与 传统 的设计 思想不 同 ，断裂力 学承 认构件 或材 料不 可避免 地存 在 的缺
陷和 裂纹 ，并 以含 有裂 纹 或 缺 陷的材 料 和 结构 为研 究 对象 ，研 究含 缺 陷或 者裂 纹材 料和 结 构 的抗 断裂 性 能 ， 以及 在各 种 工作 环 境下 裂 纹 的稳 定 、扩 展 、 失稳 及 止 裂 规律 的一 门学 科 。 它 与 常规 强 度 理 论 的 差 别 是 ： （ １）研 究 对 象 不 同 。常规 理论 研 究 的对 象是 不 含 裂 纹 的物 体 ，断裂
１新 裂力 学简 介 ［ １ 断裂力学 是在 实践 的基础上 发展起 来研 究带 裂纹材 料或 结构 的强度 以及
裂纹 扩 展规 律 的一 门新 兴 力学 学 科 。它能 从 新的 角度 进 行深 层 次分 析 、描 述破 坏 过程 及评 价 损伤 状 况 ，运用 连续 体 力 学的 原理 ，来 研 究带 有缺 陷的 均质 连续材 料制成 工程 结构 构件 的强度 与断裂 条件 ，建立 一套适 用 于这类 构
浅析断裂力学和损伤力学在混凝土中的应用
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。
《基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂研究》范文
《基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂研究》篇一一、引言混凝土作为建筑结构中常用的材料，其力学性能的深入研究对于保障建筑安全至关重要。
混凝土损伤断裂问题涉及到Ⅰ型（张开型）和Ⅱ型（滑移型）应力状态下的材料性能变化，其复杂性和重要性在工程实践中日益凸显。
本文旨在基于随机骨料的混凝土材料，对Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂进行研究，以期为混凝土结构的损伤断裂提供理论依据和实用方法。
二、随机骨料混凝土概述随机骨料混凝土是指混凝土中骨料分布具有随机性的特性。
骨料分布的不确定性导致了混凝土材料的非均质性和复杂性。
然而，正是这种非均质性使得混凝土具有较好的韧性和抗裂性能。
因此，研究随机骨料混凝土在Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂下的性能变化，对于揭示混凝土材料的损伤断裂机理具有重要意义。
三、Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂理论Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂理论是研究混凝土材料在复杂应力状态下损伤断裂的重要理论。
该理论认为，混凝土在受到外力作用时，不仅会受到Ⅰ型张开应力，还会受到Ⅱ型滑移应力。
这两种应力的共同作用会导致混凝土材料的损伤和断裂。
因此，研究这两种应力的相互作用及对混凝土材料性能的影响，对于揭示混凝土材料的损伤断裂机理具有重要意义。
四、基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂研究方法本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法，对基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂进行研究。
具体步骤如下：1. 建立随机骨料混凝土有限元模型，模拟混凝土在Ⅰ-Ⅱ复合型应力状态下的损伤断裂过程。
2. 通过实验手段，对不同骨料分布的混凝土试件进行加载，观察其损伤断裂过程，记录相关数据。
3. 对比数值模拟和实验结果，分析随机骨料对混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂的影响。
4. 根据分析结果，提出改进混凝土材料性能的措施和方法。
五、研究结果与分析通过数值模拟和实验研究，我们发现：1. 随机骨料的分布对混凝土在Ⅰ-Ⅱ复合型应力状态下的损伤断裂过程具有显著影响。
骨料分布的不均匀性会导致混凝土在受力过程中产生局部应力集中现象，从而加速混凝土的损伤和断裂。
《基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂研究》范文
《基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂研究》篇一一、引言混凝土作为现代建筑和土木工程中最常用的建筑材料，其性能直接关系到结构的安全和耐久性。
而混凝土的断裂问题更是决定其使用性能的重要参数。
对于随机骨料的混凝土，由于骨料与基质的力学性质差异，以及界面区的影响，其Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂特性更是研究的关键。
本文基于随机骨料的混凝土材料，研究其Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂问题，以期为混凝土的损伤断裂性能提供理论依据和指导。
二、文献综述近年来，随着混凝土材料在工程中的广泛应用，其损伤断裂问题逐渐受到关注。
众多学者对混凝土材料的损伤断裂进行了大量研究，包括单一型断裂、复合型断裂等。
然而，针对随机骨料混凝土的研究相对较少，尤其是其Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂的研究。
随机骨料混凝土的骨料分布、骨料与基质的界面性质等因素均可能影响其损伤断裂性能。
因此，对基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂的研究具有重要的理论和实践意义。
三、研究方法本研究采用数值模拟和实验相结合的方法，对基于随机骨料的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂进行研究。
首先，通过数值模拟软件建立随机骨料混凝土模型，模拟其在不同条件下的应力分布和裂纹扩展过程。
然后，结合实验手段对模拟结果进行验证和补充。
通过这种方法，我们可以更全面地了解随机骨料混凝土在Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂中的行为。
四、结果分析通过数值模拟实验，我们得到了基于随机骨料的混凝土在Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂过程中的应力分布和裂纹扩展情况。
结果表明，骨料的分布和骨料与基质的界面性质对混凝土的损伤断裂性能具有显著影响。
具体来说，当受到外力作用时，混凝土中的裂纹会从弱界面区开始扩展，并随着外力的增大而扩展至基质中。
而随机骨料的分布会导致裂纹扩展的路径更为复杂。
同时，我们发现通过适当的处理方式如增强界面强度、调整骨料分布等可以有效提高混凝土的损伤断裂性能。
在实验部分，我们对比了模拟结果和实际测试结果，发现两者在宏观趋势上具有较高的一致性。
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文章编号：1009-6825（2013）02-0049-02断裂损伤理论在混凝土中的应用研究收稿日期：2012-11-07作者简介：刘黎（1964-），女，工程师刘黎（三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002）摘要：针对混凝土的断裂与损伤在工程中的普遍性，讨论了混凝土断裂损伤机理，介绍分析了几个经典模型，总结了断裂损伤理论在工程中的应用现状，并展望了其应用前景。
关键词：混凝土，断裂损伤力学，裂纹中图分类号：TU375文献标识码：A断裂损伤力学是固体力学的一个分支，是断裂力学和损伤力学的简称。
断裂力学是研究含裂纹固体介质的强度和裂纹扩展规律的学科，它采用均匀性假设，且假设仅在材料缺陷处不连续；损伤力学是研究材料内部存在错位、夹杂、微裂纹和微孔洞等分布缺陷时，在外荷载作用下损伤的演化规律及其对力学性能的影响，二者共同描述了结构从原有缺陷到宏观裂纹形成继而断裂的全过程。
1961年M．Kaplan 首先运用断裂力学方法分析混凝土裂缝［1］，后来许多学者对缝端微裂缝模型进行了深入的研究［2，3］。
本文探讨混凝土的断裂损伤机理，并对断裂损伤力学在混凝土中的发展及应用前景进行了展望。
1混凝土中的断裂损伤过程混凝土中存在大量微孔洞和微裂纹，这些裂纹可分为随机分布的微裂纹和有一定方向的宏观裂纹，其材料在受到外部荷载或内部温度应力等作用时，加剧了混凝土缺陷的扩大、延伸、汇合，原有的裂纹尖端骨料界面的微裂纹也会扩展并绕过骨料不断发展，随着荷载增加，材料在成型时和使用过程中产生的裂缝就会内外贯通，产生应力集中现象。
在混凝土成型时存在的各种不同形式的缺陷，一方面是导致宏观裂缝萌生的根源，另一方面对主裂缝起到了屏蔽和劣化的双重作用［4］。
2混凝土断裂损伤力学的研究现状2．1混凝土断裂力学的研究现状国内外很多研究学者进行各种断裂模式（张开型、滑开型、撕开型、复合型）的试验研究以及断裂韧度的测试，提出了一系列应力强度因子的计算方法和经验断裂判据，主要成果有：A．Griffith［5櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅］面积内无一根柱子，实现了业主梦寐以求的大空间。
同时，在建筑方案设计阶段，结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。
即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用，以及在第一道防线的有意识屈服后，在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。
其次，在初步设计阶段，要正确把握高层建筑结构的概念设计，必须掌握各种结构体系的近似计算方法。
英国工程师A．L．L．Baker 讲过：工程师所掌握的最佳计算方法，应该是运用最简单、最直接的计算方法。
而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。
例如，对于框架结构体系，必须掌握的近似计算方法为：竖向荷载作用下的直接弯矩分配法，水平荷载作用下的近似计算法。
同时，结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算，通过获取不同抗侧力结构（或构件）之间的相对刚度比较概念，来大致估算建筑物的变形，以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。
最后，在施工图设计阶段，仍然要注意把握和运用高层建筑结构的概念设计。
例如，钢筋混凝土框架柱的轴压比超过了规范的限值，我们要结合具体设计综合判断。
众所周知，规范控制轴压比限值的目的：要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延性功能的大偏心受压破坏状态，以防止小偏心受压状态的脆性破坏。
同时我们知道，影响钢筋混凝土框架柱截面延性功能的因素除轴压比外，还有框架柱的配箍特征、核心区混凝土的抗压强度等级、纵向钢筋承担截面轴压的能力、框架柱的截面形状等因素，轴压比限值的大小必须根据具体工程设计综合所有因素进行一定程度的合理调整。
综上所述，作为一名结构工程师，在高层建筑结构设计中，应始终坚持概念设计的理念，既不盲目照搬规范，也不盲从于一体化计算机结构设计程序，任其随意摆布；只有始终坚持概念设计的理念，才可能不断地追求尽善尽美的设计思想，而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实，其设计成果才能不断创新。
参考文献：［1］JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S ］．［2］GB 50010-2010，混凝土结构设计规范［S ］．［3］GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S ］．［4］高立人．高层建筑结构概念设计［M ］．北京：中国计划出版社，2005．On exploration for conception design for high-rise buildingsSUN Jian-wen（Jincheng Jinfangyuan Building Inspection Co．，Ltd ，Jincheng 048000，China ）Abstract ：The paper indicates how to learn the concept design for the high-rise buildings at various stages of the design ，and has the primary un-derstanding for the concept design of the high-rise architectural structure ，so as to extend and grasp the concept design of the high-rise buildings in future．Key words ：concept design ，regulation ，integrated computer structural design program·94·第39卷第2期2013年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol．39No．2Jan．2013用弹性体能量平衡的观点研究了玻璃等脆性材料中的裂纹扩展问题，提出了断裂临界应力作为材料断裂的判据，但模型基于线弹性理论，仅限于理想脆性材料。
1961年Wells 提出了弹塑性条件的断裂COD 准则：当裂纹尖端在荷载作用下张开位移达到临界值时，裂纹就会开裂，若继续增加载荷，达到裂纹失稳点时，材料就失效破坏。
1955年G．R．Irwin 用弹性力学理论分析了裂纹尖端应力应变场，提出了裂纹尖端附近的强度因子，建立了裂纹强度因子判据，裂纹尖端领域的应力场与位移场公式可分别写成式（1）和式（2）：σ（N ）ij=K N 2π槡r f （N ）ij （θ）（1）u （N ）i =K Nr 槡πg （N ）i（θ）（2）其中，f ij （θ），g i （θ）均为角分布函数；K N 为应力强度因子；r ，θ均为相对于裂纹尖端某一点的圆柱形极坐标；N 为裂纹类型。
由于混凝土从起裂到断裂始终不是线弹性的，也不是各向均匀同性的，使基于以上理论得到的结果与实际断裂情况存在差异。
许多学者认为，裂纹尖端的经典线弹性断裂力学并不适用于混凝土，Glucklich ［5］证明了经典线弹性断裂力学把混凝土断裂归结为单一裂纹的扩展是不适合的，导致了基于线弹性力学的基本假设能考虑的裂缝数目和形态都非常有限。
我国混凝土断裂力学应用始于1974年，在拓溪水电站开展了头坝劈头裂缝成因、稳定性和大坝加固措施等研究。
徐世烺和H．W．rcihardt 系统发展了基于裂缝扩展粘聚力的K R 阻力曲线准则，建立了实用的双K 断裂准则，可用于描述半脆性材料的裂缝起裂、稳定扩展和失稳破坏全过程，但主要问题有：确定双K 断裂参数的最小尺寸，全级配混凝土双K 断裂参数的试验，不同强度等级混凝土及不同级配混凝土软化本构关系，不同强度等级混凝土及不同级配混凝土断裂能G F 的测定，同强度等级混凝土及不同级配混凝土双K 断裂参数的测定等。
2．2混凝土损伤力学的研究现状损伤力学是研究混凝土构件中宏观裂纹出现前材料的力学行为，按照荷载形式的不同，可以将损伤理论分为静力损伤模型和动力损伤模型。
静力损伤本构模型主要有Marzars 模型、Krajci-novic 模型和Sidoroff 模型等。
动力损伤模型分两类：1）结构受周期性循环荷载作用；2）结构受到加载速率很大的荷载作用［3］，主要模型有Sauris 模型、Bui 模型、Henty 模型等。
以下为一些经典损伤本构模型：1）Marzars 模型［10］：峰值前应力应变关系是线性的，峰值后应变增加而应力按指数函数下降，它对应的宏观裂纹形成而且快速失稳扩展。
Marzars 模型认为应力在达到峰值以前损伤为零或是初始损伤在达到应力峰值点时不扩展，应力应变曲线在该区间是线性关系，但在峰值后的损伤模型而导出的应力应变曲线与实际试验结果接近。
2）Sidoroff 损伤模型［11］：Sidoroff 损伤模型用有效应力张量代替柯西应力张量，受损材料的弹性余能与无损材料的弹性余能在形式上相同，但该模型中损伤阈值在Y空间是常量。
3）Krajcinovic 模型［6］认为随着损伤的发展，混凝土的塑性变形往往很小，将其视为理想脆性材料，并假设损伤演变的速度方向垂直于损伤面。
4）Dugdale 模型［7-9］：对于带穿透裂纹的薄板，Dugdale 通过实验观察发现在裂纹延长线上形成条件屈服区（裂纹尖端塑性区），主要集中在与板面呈ʃ45ʎ倾斜面上形成交叉的剪切带上，剪切带的高度大致等于板厚，并随着外荷载增加。
3断裂损伤在混凝土中的应用前景混凝土材料的损伤及断裂的过程极端复杂，但是利用断裂损伤理论使人们从宏观上很好地解释混凝土断裂损伤过程，为改善和提高混凝土材料的性能和研发新材料提供理论保障。
经过几十年的发展混凝土断裂损伤力学在工程中得到广泛应用，主要有：1）断裂损伤力学对工程材料和工程结构提出新的强度观点和强度准则，并提出新材料性能和试验的测定方法，以及结构设计的新方法。
2）对于存在缺陷的构件，在外荷载的作用下，应用断裂损伤力学的理论来判断构件剩余使用寿命。
3）应用断裂损伤力学判断影响工程材料和工程结构的主要断裂因素及其影响的程度和变化规律。
4）利用断裂损伤力学的知识找出缓解裂纹扩展和阻止裂纹断裂的方法。
5）利用断裂损伤力学的原理，研究裂纹、结构、使用条件三者之间的关系和它们之间的变化规律，确定材料抗断裂性能指标，并以此作为确定构件尺寸的依据。
参考文献：［1］于晓中．岩石和混凝土断裂力学［M ］．长沙：中南工业大学出版社，1991．［2］李勇．断裂力学在混凝土中的应用及其尺寸效应［D ］．杭州：浙江大学，2004．［3］杨延毅．混凝土损伤断裂过程研究［J ］．浙江大学学报，1993（5）：93-101．［4］杨延毅，周维桓．岩石与混凝土类材料断裂过程研究［J ］．水利学报，1992（11）：69-74．［5］蒲琪．混凝土断裂力学及其研究现状［J ］．徐州建筑职业技术学院学报，2005，5（2）：7-10．［6］Kachanov L．M．Time of the rapture process under creep condi-tions ［J ］．TVZ Akad．Naud．S．S．R．Otd．Tech．Nuak ，1958（8）：9．［7］Mindess S．Fracture process zone detection．In ：Fraetrure Mee-han ·ies Test Methods for Concrete．ed．Shah P and Carpinteri A．Chapman ＆Hall ，London ，1991：231-255．［8］谢和平．岩石、混凝土损伤力学［M ］．北京：中国矿业大学出版社，1999．［9］罗荣芳．混凝土损伤本构理论研究及其应用［J ］．长沙铁道学院学报，1998（4）：9-11．［10］李兆霞．损伤力学及其应用［M ］．北京：北京科学出版社，2002．［11］陈重喜．混凝土的断裂损伤模型研究［D ］．杭州：浙江大学，1999．The application research of fracture and damage theory in concreteLIU Li（College of Civil Engineering and Architecture ，China Three Gorges University ，Yichang 443002，China ）Abstract ：According to the universality of concrete fracture and damage in engineering ，this paper discussed the concrete fracture and damage mechanisms ，introduced and analyzed several classical models ，summarized the application state of fracture and damage theory in engineering ，and forecast its application prospect．Key words ：concrete ，fracture and damage mechanic ，crack·05·第39卷第2期2013年1月山西建筑。