压弯木/竹构件是木结构中最重要的受力构件之一。木/竹材的多孔结构与天然缺陷决定了压弯木/竹构件必然是带裂纹工作的。外力作用下，裂纹扩展引起的刚度退化、承载力下降是压弯木/竹构件破坏的主要因素。故针对压弯木/竹构件断裂破坏机理，发展相应的断裂参数求解方法，建立压弯木/竹构件承载力与变形分析的断裂极限模型，是木/竹结构极限状态设计理论亟待解决的关键科学问题。本项目针对以下内容开展了系统研究：（1）工程木（竹）材料的断裂参数；（2）裂纹尖端分析方法；（3）压弯构件的断裂极限分析模型。通过试验研究和理论分析，取得了以下主要成果：（1）建立了基于内聚力模型的双悬臂梁（DCB）I型断裂分析方法，给出了I型断裂试验双悬臂梁的柔度方程和断裂能计算的解析表达式，导出了裂纹张开位移解析解。通过试验验证了模型正确性；建立了基于标准DCB试验、ENF试验的木（竹）材料极限断裂能计算方法；（2）采用变分法建立了楔形劈裂试件的裂纹尖端近场近似解，给出了计算楔形劈裂试件断裂韧度近似公式，该公式与ASTM E399给出的经验公式计算结果吻合良好。（3）建立了考虑剪切型断裂（II型断裂）损伤的CLT柱极限承载力计算模型，给出了CLT柱层间剪力的分布规律和考虑II剪切破坏的CLT柱极限承载力计算公式。（4）建立了实心截面柱、空心截面柱在单向和双向偏心受压状态下的极限承载力计算方法。试验证明，本项目提出的计算方法具有较高的精度。本项目的研究成果，可为压弯木构件断裂极限分析与设计提供理论依据。 2100433B

压弯木构件是木结构中最重要的受力构件之一。木材的多孔结构与天然缺陷决定了压弯木构件必然是带裂纹工作的。外力作用下，裂纹扩展引起的刚度退化、承载力下降是压弯木构件破坏的主要因素。故压弯木构件极限分析不再是弹塑性极限问题，而是断裂极限问题。本项目以复合材料力学、线弹性断裂理论为基础，通过材料与构件断裂破坏试验及理论分析，针对建立压弯木构件断裂极限分析模型的主要科学问题展开深入研究，内容包括：（1）木材混合型裂纹断裂参数求解方法；（2）多轴应力状态下木材断裂破坏准则；（3）压弯木构件的断裂极限分析模型。通过本项目研究，揭示压弯木构件断裂破坏机理，建立含有断裂参数的木材断裂破坏准则和压弯木构件断裂失效准则；建立压弯木构件断裂极限工程实用分析模型，为压弯木构件断裂极限分析与设计提供理论依据。

在极限分析中常采用下限定理和上限定理。下限定理是，在所有与静力容许应力场（满足平衡条件且不违背极限条件的应力场）对应的载荷中，较小的载荷为极限载荷。

本课题将深入研究降雨滑坡的发生机理，建立基于GIS数据格式的降雨-边坡稳定性三维极限平衡分析模型，建立基于DEM的三维地表径流模型、饱和-非饱和土体内的准三维雨水渗流模型及准三维地下水流动模型和经理论和实验推导特定土质的含水量-强度关系经验公式，并依此建立基于GIS栅格数据格式的降雨渗流与边坡稳定性三维极限平衡分析的组合模型。以地形、地层结构、土体的初始渗透系数、初始饱和度、初始地下水位、降雨强度和前期降雨量为计算数据，首先通过降雨渗流模型得到不同时刻的地表和土体内的水分分布，再通过土体强度评价模型得到该水分分布状态下的土体强度参数，然后同时考虑土体重量、剪切强度、基质吸力和孔隙水压力的变化，通过边坡稳定性三维极限平衡分析模型计算该时刻的三维安全系数，并搜索危险滑动面。同时，在以往开发基础上，进一步完成降雨滑坡三维实时时空预测系统模块进行研究成果验证及应用推广。