近日，明陞m88官方网站地址工业及城市固体废弃物资源化利用研究团队银星副教授在Composites Part B: Engineering期刊（JCR一区，IF=14.0）发表题为“Experimental investigation and stochastic modelling of internal-explosion damage in UHPFRC”（DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2026.113972）的研究成果。

内部爆炸作用下，如何准确预测超高性能纤维增强混凝土（UHPFRC）的损伤与破坏？爆炸荷载在材料内部受到高度约束，冲击波经过多次传播与反射，容易引起局部压碎、爆坑、背面层裂及贯穿裂缝。水泥基材料具有显著的空间非均质性，即使试件尺寸、材料配合比和爆炸条件相同，其爆坑形态与裂缝路径也可能存在明显差异。传统确定性数值模型采用均质材料参数，难以充分反映爆坑不对称、裂缝偏转和损伤局部化等现象。因此，建立能够同时表征材料动力响应和空间变异性的分析方法，是提高内部爆炸损伤预测可靠性的关键。

本研究开展了不同装药埋深条件下的UHPFRC内部爆炸试验，并采用三维激光扫描和X-CT对爆坑形貌、内部裂缝及层裂区域进行定量表征。结果表明，随着装药埋深增加，爆炸能量由迎爆面附近逐步向试件内部及背面转移，迎爆面开坑损伤减弱，背面层裂风险随之上升。钢纤维的桥联与拔出作用能够延缓裂缝扩展，改善爆后整体完整性，并降低层裂碎块抛射风险。

在数值分析方面，研究面向UHPFRC在极端动力荷载下的力学行为，对KCC本构框架进行了系统重构。通过引入多轴强度演化、纤维桥联、应变率敏感性、损伤软化及网格正则化机制，建立了具有明确物理基础的材料参数辨识方法，并实现了试验数据、细观机制与宏观动力响应的协同约束。基于有限元方法与光滑粒子伽辽金方法的交叉验证，所建模型较准确地再现了爆坑扩展、内部裂缝演化和背面层裂等关键破坏过程。

进一步引入三维自相关随机场表征材料局部强度的空间变异性，使模型能够捕捉非对称爆坑、裂缝偏转及损伤局部化等随机破坏特征。相关成果形成了由物理机制约束本构建模、确定性高保真模拟和随机损伤分析构成的统一研究框架，为UHPFRC内部爆炸响应预测及防护结构可靠性设计提供了理论基础。

《Composites Part B: Engineering》为复合材料领域的顶级国际期刊，本文为学院首篇、明陞m88官方网站地址第3篇CPB论文。