在严格遵守项目计划的前提下，课题组针对斜拉桥结构在服役过程中，因环境侵蚀、疲劳积累效应和超载车辆的作用，其受力构件出现损伤，抗力不断退化的问题，通过数值模拟与试验相结合的研究方法开展了系统、深入的研究。目前，已圆满完成了各项既定研究内容，取得了系列创造性研究成果，并完全满足项目结题验收要求。 1. 提出基于健康监测数据的时变有限元模型修正方法。建立与实际状态相符的有限元模型是本项目研究的前提和基础，本项目在有限元模型的建立和修正过程中，不仅考虑了斜拉桥结构在运营过程中性能退化以及结构体系的变化，而且考虑了不同类型的修正参数对结构静力和动力性能的敏感性的不同。 2. 锈蚀钢筋混凝土构件的性能退化试验研究。利用静电流加速试验方法制作了三组不同腐蚀程度的钢筋混凝土梁，进行静力性能试验和落锤试验，研究钢筋锈蚀导致钢筋混凝土梁的静力性能及抗冲击性能退化的规律。 3. 建立基于损伤演化的斜拉桥极限承载力分析方法。首先，利用结构的检测/监测数据，建立于实际结构状态相符的有限元模型，并分析构件的耐久性损伤，在此基础上计算考虑抗力退化的构件的极限承载力；然后，在有限元模型上施加逐级渐进的车辆荷载，分析各构件的内力状态；最后，将荷载效应超过抗力的主梁截面设置为塑性铰，改变结构体系，继续施加车辆荷载，直至结构承受的车辆荷载达到最大值，对应的变结构体系和车辆荷载分别为主梁整体失效模式和极限承载力。采用上述研究方法，对我国北方某座干线斜拉桥在运营期内的失效模式和极限承载力进行追踪分析，研究该桥在服役期内的失效模式和极限承载力的演化规律。 2100433B

目前桥梁结构设计时，虽然荷载效应考虑了设计基准期内以某一概率出现的极值，但并未考虑桥梁结构的抗力退化现象。而斜拉桥在服役过程中，因环境侵蚀、疲劳积累效应和超载车辆的作用，其受力构件不可避免地出现损伤，抗力不断退化。本项目针对我国桥梁结构的现状，尤其是在健康监测系统大量应用后，研究基于结构健康监测/检测的斜拉桥寿命期内失效模式及整体极限承载力的分析方法。具体包括：1）研究基于结构健康监测/检测的有限元模型静动力混合修正方法，获取结构在分析状态下的精确有限元模型；2）研究基于时变有限元模型及结构抗力退化规律的斜拉桥整体失效模式及其极限承载力的逐步推覆分析方法，即根据监测的荷载模型或规范所规定的荷载模型，逐级渐进的施加到结构有限元模型上，直至结构达到其极限承载力，相应的力学模型即为结构的失效模式。3）将上述方法应用于我国北方一座干线斜拉桥，分析其寿命期内整体失效模式及极限承载力的演化规律

在采矿工程中，矿岩散体流动的规律和仿真方法是矿业理论研究领域的重要研究方向。本项目在物理实验的基础上，基于岩石流变性质，建立岩层移动的力学本构方程，结合随机理论，研究散体流动时空演化规律，建立散体流动时空演化仿真模型，给出下沉系数与时间影响系数定义与计算方法，在深层次上对矿岩散体的流动空间过程和时间因素进行反演研究，探求散体流动机理和时空演化仿真模型之间的内在联系。同时，利用大规模并行计算技术，在计算机上实现散体流动规律模拟，从而可以对散体流动的时空演化规律进行更深入、更广泛的研究。本项目的研究成果将促进多维空间下散体流动规律的研究，对于研究解决采矿工程中涉及散体流动方面的工程问题也具有重要的理论与现实意义。

《膨胀土裂隙演化三维分布特征及微观结构分形规律研究》以膨胀土边坡开裂变形和失稳为背景，以南阳膨胀土为研究对象，通过数码摄影结合数字图像处理方法研究膨胀土平面裂隙扩展的规律，同时通过CT扫描试验研究膨胀土裂隙的三维扩展规律，采用油渗的方法间接定量分析膨胀土内部裂隙的扩展规律，并采用压汞法（MIP）和扫描电子显微镜分析法（SEM）相结合的方法研究南阳膨胀土脱湿干燥后微结构变化，分析其微观机理，利用分形理论和分形模型对压汞试验数据进行分形维数计算，利用分形维数对微观结构的演变规律进行研究和分析，进行膨胀土裂隙发育、渗流的综合性室内试验，深入研究裂隙膨胀土的渗透特性，揭示膨胀土裂隙性的作用机制及工程效应，以期为膨胀土边坡灾害评估及坡面防护理论与设计提供依据或参考，借鉴多孔介质渗流的双重孔隙模型建立考虑裂隙作用的膨胀土渗流模型及其参数确定方法，深入认识裂隙对膨胀土渗流特性的影响，为膨胀土边坡变形、稳定性评价、灾害预测提供理论依据和技术支持。