中國(guó)日?qǐng)?bào)10月10日長(zhǎng)沙訊 近日，中南大學(xué)丁發(fā)興教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的損傷比強(qiáng)度理論取得了原創(chuàng)性成果，發(fā)現(xiàn)了材料力學(xué)基本性能的第三個(gè)參數(shù)，揭密了土木工程材料破壞的機(jī)理，突破了1776年以來(lái)材料復(fù)雜受力強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)研究和唯象理論研究的視角，解決了200多年來(lái)材料破壞機(jī)理認(rèn)識(shí)的這一世界性難題。

科研人員對(duì)強(qiáng)度理論的探索與研究已有250年的歷史，但當(dāng)前既有的各種唯象強(qiáng)度理論僅描述了材料破壞的現(xiàn)象和規(guī)律，沒(méi)有揭示材料破壞的機(jī)理，尚未上升到理論構(gòu)架階段，這也成為世界土木工程領(lǐng)域材料破壞機(jī)理未解之謎。

中南大學(xué)教授丁發(fā)興。

丁發(fā)興現(xiàn)任中南大學(xué)教授、博士研究生導(dǎo)師，是教育部新世紀(jì)人才和湖南省杰出青年基金獲得者，兼任中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)檢測(cè)鑒定加固改造分會(huì)常務(wù)委員、中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑結(jié)構(gòu)分會(huì)理事和湖南省裝配式建筑工程技術(shù)研究中心副主任。主持國(guó)家級(jí)項(xiàng)目4 項(xiàng)，發(fā)表科研論文180余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利12項(xiàng)，獲得軟件著作權(quán)2項(xiàng)，出版專著2本，參編行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5部、地方標(biāo)準(zhǔn)3部，獲得省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。

自2000年以來(lái)，中南大學(xué)丁發(fā)興教授團(tuán)隊(duì)在工程材料強(qiáng)度理論基礎(chǔ)研究領(lǐng)域深耕。丁發(fā)興團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的損傷比強(qiáng)度理論，是以“損傷比參數(shù)——材料非彈性應(yīng)變的橫向變形效應(yīng)”為亮點(diǎn)，提出了一個(gè)高壓條件下脆性材料向塑性轉(zhuǎn)變的基本參數(shù)，適用于混凝土、巖石、鑄鐵等脆性材料和金屬塑性材料的破壞機(jī)制分析，揭示了脆性材料受壓體積膨脹、受拉體積收縮的破壞規(guī)律，是繼1807年提出的彈性模量參數(shù)、1829年提出的泊松比參數(shù)之后的第三個(gè)基本參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了脆性與塑性的統(tǒng)一。

此理論目前得到了國(guó)際行業(yè)權(quán)威專家的認(rèn)可，混凝土國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO/TC71）主席、日本土木工程協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、日本工程院院士UEDA Tamon(上田多門)教授認(rèn)為“混凝土損傷比強(qiáng)度理論有意義，對(duì)自己研究有幫助”；日本土木工程協(xié)會(huì)原副會(huì)長(zhǎng)Goto Yoshiaki(後藤芳顕)教授認(rèn)為“損傷比強(qiáng)度理論的概念及推導(dǎo)過(guò)程簡(jiǎn)潔，且損傷比變量考慮了靜水壓力的影響”；美國(guó)混凝土研究協(xié)會(huì)ACI結(jié)構(gòu)和材料期刊副主編以及評(píng)審專家認(rèn)為“損傷比強(qiáng)度理論具有創(chuàng)新性和非常重要意義”。

更為意義深遠(yuǎn)的是，損失比損傷比強(qiáng)度理論用于指導(dǎo)具體工程實(shí)踐，很多科學(xué)問(wèn)題工程難題將會(huì)迎刃而解。譬如，根據(jù)該理論，地表巖石受壓損傷比取值在1.7-2.2之間，表現(xiàn)為脆性，隨著地殼深處重力增加，損傷比將逐漸遞減至0.5左右，表現(xiàn)為高壓塑性；這個(gè)理論超越了以往認(rèn)知局限：重力下地殼巖石處于三向受壓狀態(tài)而不會(huì)破壞的彈性體，認(rèn)為重力作用下不同深度的地殼巖石分別處于彈脆性、彈塑性和塑性流動(dòng)等三個(gè)階段狀態(tài)，而彈塑性和塑性流動(dòng)導(dǎo)致耗能使得巖石內(nèi)部溫度增加，這種新認(rèn)知將促進(jìn)地質(zhì)科學(xué)中有關(guān)地表移動(dòng)、地震和火山爆發(fā)的新解釋。同時(shí)，損傷比強(qiáng)度理論也能實(shí)現(xiàn)“反破壞”，解決工程難題。

“思維是地球上最美麗的花朵”，而探索精神是其中最燦爛的一支。近十多年以來(lái)，丁發(fā)興團(tuán)隊(duì)用孜孜不倦的探索精神不斷擴(kuò)展損傷比強(qiáng)度理論的應(yīng)用領(lǐng)域，目前，該團(tuán)隊(duì)正在對(duì)石膏、玻璃、陶瓷等其他脆性材料的損傷比參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，并將損傷比強(qiáng)度理論推進(jìn)至正交異性材料和橫觀各向同性材料中。（朱友芳）