中文摘要：

混凝土板壳结构是水利、土木工程常见的结构形式，对其裂纹扩展过程进行数值模拟研究具有重要的工程和科学意义。本项目研究一种新的基于相对自由度壳元的扩展有限元方法，并将该方法应用于混凝土板壳结构裂纹扩展过程数值模拟研究。主要研究内容包括开裂相对自由度板壳单元富集函数选取和近似位移场构造问题；混凝土板壳结构裂纹面的水平集函数描述方法及反映裂纹扩展过程的水平集函数更新算法；板壳结构断裂问题复合型应力强度因子计算方法；虚拟裂缝模型在扩展有限元法中的实施方法。本项目旨在建立一套混凝土板壳结构裂纹扩展模拟的数值解决方案，研究相关参数对混凝土板壳结构开裂过程的影响，为混凝土结构安全评估和剩余寿命预测提供新的思路。