冻土非线性断裂破坏准则及半解析有限元分析

研究冻土的破坏理论和破坏准则，这是冻土力学的基本理论问题。冻土力学正面临着前所未有的新挑战，大量寒区工程的开发，以及全球气候、环境条件的变化，均给冻土力学提出一系列亟待解决的新课题。因此，发展学科新的生长点、建立与发展冻土力学新理论势在必行。有鉴于此，本项研究基于冻土体的非线性本质，充分考虑冻土特有的粘聚力作用和考虑冻土自身存在的大量缺陷，采用弹塑性断裂力学的理论，对冻土的破坏过程进行宏细观结合的研究，建立非线性断裂模型和非线性断裂破坏准则。引进非线性断裂参量和非线性断裂韧度，提出半解析有限元法，可以进行断裂破坏过程分析和非线性断裂参量的计算。从理论体系上拓宽了冻土力学研究领域和内容，为冻土工程应用提供更坚实的理论基础，具有重要理论意义和学术价值。对寒区工程建设、冻土资源开发、生态环境保护和冻害评价与防治、保持寒冷地区经济可持续发展等，具有重要的应用价值和经济及社会效益。