组合结构桥梁钢混交界区非连续变形特征突出、局部受力复杂，其行为特性不易被掌握，抗剪连接性能设置合理与否直接关系到组合结构经济技术优势的发挥。将粘聚区模型应用于组合结构桥梁抗剪连接界面的破坏模拟，建立拉剪复合条件下抗剪连接界面的粘聚软化本构方程；采用增强有限元法，通过位移关联法则将结构物理区域与位移插值网格相独立，对抗剪连接界面开裂破坏等劣化过程的精细化模拟方法进行研究。基于位移协调和力的平衡关系，建立钢与混凝土间的非线性连接刚度分析计算公式，对抗剪连接区钢混相互作用的宏观模拟方法进行研究。基于Arlequin方法构架，通过能量分配函数和耦合算子，建立组合结构桥梁宏观特性与细观行为、整体性能与局部效应相关联的多尺度分析方法，实现对组合结构桥梁抗剪连接区复合受力条件下宏细观行为的分析，揭示其劣化机理，为组合桥梁的精细化设计和性能改善提供理论基础，以积极推动我国组合结构桥梁的健康发展。

组合结构桥梁钢混交界区非连续变形特征突出、局部受力复杂，抗剪连接件周围区域处于复合受力状态，长期作用下容易引起损伤开裂，抗剪连接性能设置合理与否直接关系到组合结构经济技术优势的发挥。将粘聚区模型应用于组合结构桥梁抗剪连接界面的破坏模拟，建立了拉剪复合条件下抗剪连接界面的粘聚软化本构方程；基于位移协调和力的平衡关系，建立了钢与混凝土间抗剪连接件的抗剪刚度计算公式和弹塑性阶段三折线模型，在宏观尺度上解决了考虑界面滑移的实际组合结构力学行为准确描述问题。基于组合梁基本假定，提出了考虑了界面滑移的组合梁静动力解析方法来分析整体效应，如动力系数方法DCM，克服了传统解析方法中常常碰到的数值稳定问题。采用增强有限元法，通过位移关联法则将结构物理区域与位移插值网格相独立，实现了对抗剪连接界面开裂破坏等过程的精细分析，建立了组合结构桥梁宏观特性与细观行为、整体性能与局部效应相关联的多尺度分析方法，为组合桥梁的精细化设计和性能改善提供理论基础。开展了组合结构连接件的推出试验，分析了焊钉连接件的荷载滑移曲线、抗剪强度、抗剪刚度、峰值滑移、混凝土破坏区域大小随焊钉高度和直径的变化规律，根据CT扫描结果对抗剪连接隐蔽区域的破坏特征进行了分析，验证了抗剪刚度公式的基本假定及其弹塑性模型。将组合结构部分抗剪效应分析方法应用于横向分块钢箱梁抗剪临时撑设计分析，解决了分块钢箱梁施工过程中的应力超标与变形不协调问题，并优化了临时撑的布置；基于增强有限元方法，准确计算了6×110 m连续钢箱梁桥在施工过程中的结构变形，实现了对钢箱梁大节段施工的精准控制；分析了5×85 m的组合连续梁桥在车辆活载作用下的挠度及钢梁与混凝土板之间界面滑移效应，对优化组合桥梁结构、提高组合桥梁耐久性具有现实意义。 2100433B

铝粉是用途广泛的高热值燃烧剂，被大量应用于燃料空气炸药、高能炸药等。但是高活性铝粉表层氧化机理及其在含能体系中的反应特征长期以来一直是困扰研究者的科学疑难。本项目从微观角度入手，解析微/纳米铝粉表面氧化行为和壳-核结构形成机理，通过对铝粉制备工艺研究，建立铝粉壳-核微结构形成机制。通过物理化学的表征与分析，得到氧化膜随铝粉粒径、气氛、环境等变化的规律。通过细观尺度的假设与建模，获得单个铝粒子在常温受激状态下、高温高压含氧环境中的反应，解析铝粒子氧化反应机理和动力学历程。从科学层面获得铝粉反应的规律，得到准确计算铝粉受激反应延滞期的理论公式。通过相图绘制、在线检测、燃烧诊断、材料表征等手段获得理论模型的支撑数据。最终获得细观尺度壳-核结构铝粒子的氧化反应规律，为含能材料设计、工艺制造、安全性能及能量释放调控等奠定基础。

《沥青路面细观结构特性与衰变行为》内容简介：沥青路面是由集料、沥青和空隙形成的复杂多相复合材料。沥青路面的使用性能与其组成材料的形态、性能和组成材料之间界面特性等细观参数密切相关。《沥青路面细观结构特性与衰变行为》综合运用X射线CT扫描技术、数字图像分析技术、分形理论等方法首次对集料的形态、形貌和空隙的空间分布理论进行了系统研究；通过连续介质理论和多孔固体力学相结合，分析了宁隙的力学特性。建立了多个空隙衰变模型；基于室内试验、数字图像分析技术和离散元法(DEM)，对沥青混合料中空隙分布的衰变行为进行深入探讨；利用拓扑优化方法等手段，提出了沥青混合料细观特征对沥青路面宏观性能的影响规律。

《沥青路面细观结构特性与衰变行为》可供从事道路工程科研、教学和工程设计人员参考使用，也可作为相关专业研究生教材或学习参考书。

铝粉是用途广泛的高热值燃烧剂，被大量应用于燃料空气炸药、高能炸药等，包括铝与其他含能材料的混合体系（例如铝热剂）一直在军事以及相应领域上有着重要的应用。但是高活性铝粉表层氧化机理及其在含能体系中的反应特征长期以来一直是困扰研究者的科学疑难。 由于铝在含能材料的反应中，反应复杂，不确定性因素较多，因此，本研究首先从微观角度入手，解析微/纳米铝粉表面氧化行为和壳-核结构形成机理，对铝粉制备工艺研究，建立了电爆法制备的粒径为25nm-600nm的铝粉壳-核微结构颗粒扩散形成机制。通过物理化学的表征与分析，得到氧化膜随铝粉粒径、气氛、环境等变化的规律，给出了微纳米铝粉氧化层厚度的计算经验公式。通过细观尺度的假设与建模，获得单个铝粒子在常温受激状态下、高温高压含氧环境中的反应，解析铝粒子氧化反应机理和动力学历程。从科学层面获得铝粉反应的规律，得到准确计算铝粉受激反应延滞期的理论公式。通过相图绘制、在线检测、燃烧诊断、材料表征等手段获得理论模型的支撑数据。最终获得细观尺度壳-核结构铝粒子的氧化反应规律，为含能材料设计、工艺制造、安全性能及能量释放调控等奠定基础。 2100433B