中文摘要：

在海洋环境下，混凝土材料的性能容易在强腐蚀和风浪冲刷等化学和物理作用下发生老化、膨胀、开裂等影响建筑结构正常工作的现象。本项目结合广西海洋港口建设的需要，研究海洋环境下包括断裂韧度在内的混凝土材料性能参数的衰减变化规律，建立海洋环境作用和材料性能参数的不确定性数学模型；在实验的基础上，将化力学及断裂力学的理论和方法应用于海洋混凝土结构的有限元断裂分析中。根据具体的混凝土结构，建立基于材料化学和断裂力学的分形广义参数有限元模型。利用分形几何理论，建立奇异域分形广义参数单元的位移模型。构造奇异域边界上的过渡单元，作为联系奇异域和常规域的纽带。从而大幅缩减离散自由度，改善计算精度，提高计算速度。在此基础上，结合实验，对混凝土结构和材料的破坏过程进行研究，利用随机、模糊数值方法系统分析混凝土结构的耐久性和安全性，提高结构设计水准。

结论摘要：

在海洋环境下，混凝土材料的性能容易在强腐蚀和风浪冲刷等化学和物理作用下发生老化、膨胀、开裂等影响建筑结构正常工作的现象。本项目结合广西海洋港口建设的需要，研究海洋环境下包括断裂韧度在内的混凝土材料性能参数的衰减变化规律，建立海洋环境作用和材料性能参数的不确定性数学模型；在实验的基础上，将化力学及断裂力学的理论和方法应用于海洋混凝土结构的有限元断裂分析中。根据具体的混凝土结构，建立基于材料化学和断裂力学的分形广义参数有限元模型。利用Williams级数，建立奇异域分形广义参数单元的位移模型。构造奇异域边界上的过渡单元，作为联系奇异域和常规域的纽带，从而提出了Williams广义参数单元。该单元的待定未知参数可以直接确定裂尖应力强度因子，改善计算精度，提高计算效率。在此基础上，结合实验，对混凝土结构和材料的破坏过程进行研究，利用随机、模糊数值方法系统分析混凝土结构的耐久性和安全性，提高结构设计水准。