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钢结构建筑在服役过程中,结构的薄弱点（例如焊接接头）易萌生裂纹。在外载荷作用下,裂纹会逐渐扩展,严重影响建筑物的安全使用。因此,在建筑的设计选材阶段,必须保证建材具有足够的抗裂性能。衡量材料抵抗裂纹扩展能力的参量有4个,裂纹尖端张开位移（CTOD）是其中的一种。CTOD适用于弹塑性材料,并具有物理意义明确、测试技术成熟的特点,在工程中常被用来衡量钢材及焊接接头的断裂韧度。目前,CTOD参量在应用中,存在下列问题:1)CTOD—KI关系式未体现材料厚度的影响;2)CTOD离散性的统计分析不全面;3)CTOD厚度效应公式数据拟合误差大;4)使用内聚力模型时,无法直接由CTOD值算出合适的内聚能Φ。鉴于此,本文进行了相关研究,简要研究过程和结论如下:（1）参考厚度参量对G—KI关系式的影响机制,提出3个带有厚度参量Th的CTOD—KI关系式。按照规范BS7448,实施92mm厚API 2W Gr.60钢、40mm厚R3S-153系泊链钢和96mm厚ADB790E钢的CTOD实验。处理实验数据,得到小范围屈服下材料的CTOD与KI值后,检验所提三个CTOD—KI关系式的误差,结果表明本文所提式子是合理的,并具有一定的推广性。（2）在概率断裂力学常用三种分布（正态分布、对数正态分布和Weibull分布）的基础上,补充了两种统计学中同样具有“山峰”形状概率密度函数的分布模型。对API 2W Gr.60钢、R3S-153系泊链钢和ADB790E钢的实验数据进行统计分析,采用假设检验与可决系数对分布模型进行优选,结果表明有的材料用补充的分布模型描述更好。（3）对现有CTOD厚度效应公式拟合性能差的原因进行分析,并提出改进公式。然后用三种不同材料在系列厚度下的CTOD实验数据,对改进公式进行验证,结果表明新公式相比原公式,误差更小,将其用于断裂韧度值预测,能获得更准确的结果。（4）分析了直接用CTOD值计算不出合适内聚能Φ的原因,并给出新算式γδ??。在ABAQUS平台上,建立全尺寸X70管线钢三点弯曲内聚力模型。用9种系数组合进行试算后,与实验数据比较,结果表明可以找到一个合适的系数值。将其代入新算式求得Φ值作为模型的参数,模拟结果与实验值吻合良好。