首先采用不同初始缝高比及不同试件高度的非标准三点弯曲梁试件研究了砼在静载作用下裂缝的亚监界扩展量，通过解析法及光弹性试验法得到了砼起裂断裂韧度、失稳断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移。在此基础上研究了砼在重复荷载作用下砼裂缝扩展过程、裂缝扩展长度，得到了疲劳裂缝扩展规律及裂缝尖端附近的应变分布，残余应变分布等。其次采用缝高比为0.5跨高比为4的直偏缝三点弯曲梁研究了在疲劳荷载作用下Ⅰ—Ⅱ复合型裂缝扩展过程及疲劳断裂规律；研究了动力荷载作用下Ⅰ—Ⅱ复合型断裂性能，得到了Ⅰ—Ⅱ复合型断裂准则与加载速率之间的关系。结果表明，砼K（ini）lc K(un)lc及CTODc与初始缝高比无关，砼疲劳裂缝扩展规律符合Paris公式；砼复合型断裂参数存在加载速率敏感性。

冲击载荷下材料的动态失效是目前材料动态响应研究领域古老而有前沿的问题，由于缺乏对材料动态断裂过程时其内部缺陷损伤演化微细观实时过程的深入认识，使得建立的断裂模型基本上是统计或表象本质。在冲击载荷下，材料内部的微细观缺陷的成核、扩展路径、扩展速度、扩展方向等直接影响到材料动态断裂的物理过程。本申请项目从实验研究的角度，探索利用高速摄影技术实时观测材料内部缺陷在冲击载荷下的演化过程，并结合多点高空间分辨率的自由面粒子速度测量技术，获得它们损伤、演化微观动态过程的相关参数，有望对材料动态断裂研究领域有非常重要的促进作用。 2100433B

金属材料在蠕变过程中可发生不同形式的断裂，按照断裂时塑性变形量大小的顺序，可将蠕变断裂分为如下三个类型：沿晶蠕变断裂、穿晶蠕变断裂、延缩性断裂。

蠕变断裂沿晶蠕变断裂

沿晶蠕变断裂是常用高温金属材料(如耐热钢、高温合金等)蠕变断裂的一种主要形式。主要是因为在高温、低应力较长时间作用下，随着蠕变不断进行，晶界滑动和晶界扩散比较充分，促进了空洞、裂纹沿晶界形成和发展。在垂直于拉应力的晶界上，当应力水平超过临界值时，通过空位聚集的方式形成空洞。空洞核心一旦形成，在拉应力作用下，空位由晶内或沿晶界继续向空洞处扩散，使空洞长大并相互连接形成裂纹。

蠕变断裂穿晶蠕变断裂

穿晶蠕变断裂主要发生在高应力条件下。其断裂机制与室温条件下的韧性断裂类似，是空洞在晶粒中夹杂物处形成，并随蠕变进行而长大、汇合的过程。

蠕变断裂延缩性蠕变断裂

延缩性断裂主要发生在高温 (T>0.6Tm)条件下。这种断裂过程总伴随着动态再结晶，在晶粒内不断产生细小的新晶粒。由于晶界面积不断增大，空位将均匀分布，从而阻碍空洞的形成和长大。因此，动态再结晶抑制沿晶断裂。晶粒大小与应变量成反比。在缩颈处晶粒要细得多，缩颈可伴随动态再结晶一直进行到截面积减小为零时为止。2100433B