近日，我院朱祥意博士聯合河海大學的科研團隊提出了一種“基于凍融損傷效應的水工混凝土循環拉伸本構模型”，相關成果發表在材料領域頂級期刊《International Journal of Fatigue》（SCI源刊，中科院一區Top期刊），長沙理工大學水利與環境工程學院為第一單位。

中國北方寒冷地區的水工混凝土結構極易遭受凍融損傷，水工混凝土長時間暴露于凍融環境下，即使進行及時的加固修復，也會大大削弱其抵抗外部荷載的能力，從而威脅到水工結構的安全運行。對于混凝土類材料，其抗拉強度僅為抗壓強度的十分之一左右，而抗拉強度主要控制混凝土結構的開裂行為，在服役期間起著至關重要的作用。并且水工結構常受到高烈度地震作用、大功率泄洪作用、機組振動及高速水流沖擊作用等，這會使水工混凝土承受連續的循環荷載，降低混凝土的抗拉強度，導致水工結構開裂，失去承載能力，最終發生破壞。然而，到目前為止，還沒有關于水工混凝土在凍融作用下循環拉伸性能的相關研究報道。因此，本研究考慮溫度引起的凍融損傷和外部荷載引起的機械損傷，提出了一種基于凍融損傷效應的循環拉伸模型，揭示了經受不同凍融循環后的水工混凝土在循環拉伸荷載作用下主應變、主裂紋寬度及內部微裂紋的演化規律。基于試驗研究和理論分析，建立了考慮加-卸載本構和真實骨料的DEM預測模型，并證明了該預測模型對凍融作用下的水工混凝土在循環拉伸力學響應方面的適用性。

文獻引用：Zhu, X., Chen, X., & Ning, Y. (2023). Experimental and numerical research on cyclic tensile performance of high-strength hydraulic concrete subjected to freeze-thaw damage. International Journal of Fatigue, 173, 107703. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2023.107703.