使用电子万能材料试验机对不同热处理后的18Ni300马氏体时效钢进行拉伸试验，并通过X射线衍射（XRD）分析了不同热处理后马氏体及奥氏体的含量，研究了18Ni300钢在不同热处理过程中的组织演变、力学性能以及二者的关系，对比了其在不同热处理后的综合力学性能，从而筛选出了最佳热处理工艺。结果表明，热处理后试样的熔道逐渐消失，马氏体组织特征更加明显，硬度从34.1 HRC上升到52~54 HRC，抗拉强度从1174 MPa上升到2000 MPa以上。490 ℃直接时效6 h后实现了较好的强韧组合，这与组织内生成的强韧化相（逆转奥氏体）的含量密切相关。XRD测试结果表明，490 ℃直接时效后，试样内部具有最高的逆转奥氏体含量（体积分数约为6.9%），这些细小的逆转奥氏体分布在马氏体边界和内部，在一定程度上改善了18Ni300钢的韧性。

界面金属间化合物的厚度和种类是影响铝/钢异种材料激光熔钎焊接头性能的关键。研究了不同摆动参数下接头金属间化合物（IMCs）的厚度和种类，并进一步分析了不同摆动参数下接头的拉伸性能及断口形貌。结果表明，摆动激光可以改善铝/钢异种材料激光熔钎焊接头界面金属间化合物的厚度和相组成。未加摆动激光时，在界面形成了厚度约为8.45 μm的两层IMCs，焊缝侧IMCs为τ₅-（Fe，Ni）_1.8Al_7.2Si，钢侧IMCs为θ-（Fe，Ni）（Al，Si）₃。当激光摆动直径为2 mm、频率为30 Hz时，IMCs的分布更加连续均匀，厚度约为2.21 μm，界面层组织为τ₅-（Fe，Ni）_1.8Al_7.2Si，最优接头线载荷为289.1 N/mm，比未加摆动激光时的接头线载荷提高了约33.9%。

为了解决水资源时空分布不均匀的困境，我国目前正在兴建一系列大规模引调水工程。预应力钢筒混凝土管（PCCP）因其强度高、抗震好、防渗漏等优点，被广泛应用在长距离输水管道的建设中。但是随着服役年限的增加，PCCP管道存在预应力钢丝断裂的现象，积累到一定程度便有可能诱发爆管事故，因而迫切需要对PCCP断丝进行实时在线监测。相比于传统手段，基于分布式光纤声场传感（DAS）的PCCP断丝监测技术在传感器布设的便捷性和事件识别的准确性方面具有明显优势。本文分析了PCCP断丝成因，对比了现有的各种PCCP断丝监测方法，并介绍了近年来出现的基于融合式DAS原理的PCCP断丝实时在线监测解决方案，同时对其发展趋势进行了展望。

采用光斑直径为0.1 mm的激光束对2 mm厚QP980先进高强钢进行激光焊接。借助光学显微镜、扫描电子显微镜、万能材料试验机和显微硬度计等工具，研究焊接速度对接头成形、组织演变及力学性能的影响，研究发现，随着焊接速度的减小，横截面形貌从“钉”形逐渐过渡为“沙漏”形，最后变为“直筒”形。焊缝熔化区马氏体形态粗大，热影响区主要由较为细小的马氏体构成，硬度均高于母材；回火区由于母材马氏体发生分解，使得该区域硬度比母材低，但随着速度的增加，马氏体分解程度逐渐降低。由于焊缝的硬化，焊接接头断后延展率降低，不同焊接速度下的拉伸断口形貌表明均为韧性断裂。

为改善熔化极气体保护堆焊工作效率低、人工成本高等问题, 采用等离子堆焊技术, 以H13钢粉末作为焊材对热作模具钢母材(5CrNiMo)进行堆焊试验。研究焊接电流对焊接熔深、熔宽、微观结构以及堆焊层裂纹倾向性的影响, 探讨了焊接裂纹形成机理。结果表明, 焊接熔深与熔宽都随着焊接电流的增加逐渐增大。堆焊层的显微组织由马氏体和残余奥氏体组成。随着焊接电流的增加, 堆焊层中部马氏体枝晶逐渐粗化。多层焊接时, 层间界面上方奥氏体含量明显多于下方。焊接电流变化时, H13堆焊层的裂纹敏感性较大, 堆焊层的裂纹按形成机理主要分为应力诱发裂纹和缺陷诱发裂纹。当焊接电流为150 A时, 可以获得裂纹缺陷数量较少的堆焊试样。通过等离子堆焊的方法, 实现了热作模具的快速堆焊, 为后续等离子堆焊填充热作模具提供指导。

针对复杂环境下单塔钢筋混凝土斜拉桥的爆破拆除, 设计了塔柱定向倾倒和主梁原地坍塌的组合拆除方式。中塔柱采用“倒台阶”式切口, 切口高度4 m。下塔柱首先采用机械法预处理形成两个宽1.3 m, 高4 m的窗口以降低其强度, 再布置炮孔进行爆破。主梁与拉索锚固处共设置4处爆破点, 采用松动爆破。孔深大于1.2 m的炮孔采用导爆索分段装药结构, 有效分散了炸药能量。孔外采用导爆管起爆网路, 中塔柱、下塔柱和主梁炸点分为3段起爆。针对桥梁下穿涵洞提出了“刚+柔”复合防护方法。在主梁触地区域设置沙袋减振墙形成柔性防护。同时, 沿涵洞走向布置焊接钢制骨架和橡胶垫层形成刚性防护。采用草帘、竹笆和钢丝网对爆破区域进行覆盖防护。起爆后, 塔柱向预定方向倾倒, 主梁原地坍塌, 分为数段, 再采用机械法处理。取得了良好的爆破效果, 未造成爆破飞石伤害事故, 也未对涵洞等建(构)筑物造成冲击破坏。本工程对单塔斜拉桥的爆破设计, 以及对下穿涵洞的防护措施可以为相似工程提供借鉴经验。

为探索高温对钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)的动、静态力学性能的影响, 对常温(25 ℃)和不同温度(200、400、600、800 ℃)热处理后的SFRSCC进行动、静态力学性能试验, 结合LS-DYNA软件与HJC本构模型进行数值模拟分析。结果表明: 随着温度等级的提高SFRSCC的静态抗压强度先增大后减小, 在200 ℃时达最大值66.9 MPa; 在同等级冲击荷载作用下, 随着温度等级的提高, SFRSCC的动态抗压强度先增大后减小, 并在200 ℃时达到最大; SFRSCC的动态抗压强度随冲击荷载等级的增加而增大, 动态强度增长因子随应变率的增加而增大; 模拟与试验的破坏形态具有一致性。

韧性城市构筑需要更多高强、高韧的混凝土基础设施, 现有钢纤维增强混凝土(SFRC)细观力学模型与断裂性能模拟研究仍存在挑战。本文借助Python软件对Abaqus前处理二次开发, 建立了SFRC三维细观模型, 全局插入内聚力单元模拟骨料与混凝土基体之间的界面, 研究钢纤维体积率VSF、混凝土基体强度、骨料粒径对SFRC单轴压缩断裂性能的影响。结果表明: VSF在0%~2.0%时, VSF越大, SFRC抗裂性能越好, 且残余应力更大; VSF为20%时, SFRC应力较未加入钢纤维混凝土提高了60.64%; 当基体强度增加时, SFRC的韧性也随之提高, C60、C80混凝土所对应的最大应力值与C40混凝土相比分别提高了66.48%、91.39%, SFRC的应力-步长曲线在弹性阶段变得更陡峭; 骨料粒径在5~7 mm时, 随着骨料粒径的增加, SFRC的抗裂性能显著增强。显然将分散、不定向的韧性钢纤维加入脆性混凝土基体中可有效增强混凝土设施的抗震韧性和抗裂性能。

纤维增强延性水泥基材料(ECC)造价昂贵, 在实际工程应用中尚未被推广。在传统ECC体系中加入钢纤维, 并按照不同体积分数(0%、25%、50%、75%、100%)将国产PVA纤维替代日产PVA纤维, 制备极具性价比的钢-PVA混杂纤维增强延性水泥基材料, 通过立方体轴心抗压试验研究混杂纤维延性水泥基材料的单轴受压力学性能。结果表明: 随着国产PVA纤维的增加, 钢-PVA混杂纤维水泥基复合材料的抗压强度先减小后增加, 抗压韧性指数先增强后减弱, 而峰值应变提升效果较为显著; 相较于普通水泥基材料, 钢-PVA混杂纤维水泥基复合材料具有更好的完整性和延性; 综合材料抗压性能与材料造价, 国产PVA纤维替代日产PVA纤维配制钢-PVA混杂纤维水泥基复合材料可以实现功能价值和经济价值的协同最大化。