在道路桥梁的混凝土结构养护维修工程中，混凝土破碎技术至关重要。相较于常见机械与化学方式破碎混凝土造成的高成本、工作量大、修复质量差等缺点，高压水射流破碎混凝土技术具有污染低、施工精确、选择性广、原结构受损低、高效率、非接触式切割等明显优点，在道路桥梁养护维修、灾后重建、应急救援、紧急破拆等工程中发挥着极为重要的作用。
　　但由于高压水射流破碎混凝土过程十分短暂(微秒级)，且涉及流体与固体非线性碰撞动力耦合问题，作用机理较为复杂，混凝土在射流作用下的破坏机理尚不明晰，高压水射流破除混凝土技术仍存在门槛泵压较高，比能耗较大，局部精确破碎或可控致裂技术不足等问题而解决以上问题建立在对射流冲击混凝土破碎及裂纹扩展规律的深入探究之上。为促进高压水射流破除混凝土技术发展，提升混凝土结构修复水平、提高事故应急破拆效率等，本文重点从试验研究、数值模拟研究等方面研究了高压水射流冲击下混凝土内部裂纹扩展特征以及力学机理，取得了以下主要成果：
　　(1)利用环氧树脂和固化剂按比例配制均质透明类混凝土，采用高压水射流冲击均质透明类混凝土监测设备记录冲击破碎过程，通过观察高压水射流冲击破碎均质透明类混凝土过程中试件内部裂纹的萌生、扩展、贯通及破碎形态，表明了高压水射流冲蚀混凝土破碎区演进过程，主要包括水锤压缩区扩展、非压缩区扩展及侵彻贯通后扩展3个典型阶段。在水锤压缩区冲蚀孔洞以近似“花瓣”状形态向自由面扩展，且在冲蚀孔洞近域出现塑性屈服条形带，孔洞周围衍生出径向裂纹、环向裂纹相互交织、贯连的网状裂纹区；非压缩区材料去除演变为完全脆性破碎模式，冲蚀孔洞近域已不存在明显的塑性屈服区及裂纹网，轴向演进速度出现阶段性的停滞；侵彻贯通后冲蚀孔洞直径在一定时间范围内会持续扩展，孔壁近域出现不连续、半球状微裂纹区域，当扩展至初始贯通孔径2倍左右时，主冲蚀孔洞趋于稳定。
　　(2)采用云母片与透明类混凝土制成内蕴裂纹透明类混凝土，采用高压水射流冲击内蕴裂纹透明类混凝土监测设备记录冲击破碎过程，通过观察高压水射流冲击破碎内蕴裂纹透明类混凝土过程中试件内预制裂纹与预制裂纹影响区域内次生裂纹的萌生、扩展、贯通及破碎形态，表明了预制裂纹的存在对裂纹扩展过程具有导向作用，显著提高了水射流冲击破碎效率和损伤程度，主要体现在增加次生裂纹数量，促进次生裂纹向各个方向发展，提高水射流贯穿试件速度，预制裂纹的空间排布与其产生的导向作用有明显的相关性；侵彻贯通试件时间长短为：竖直预制裂纹试件＜斜45°预制裂纹试件＜水平预制裂纹试件，预制双裂纹试件＜预制单裂纹试件；从产生裂纹数量上排序，斜45°预制裂纹试验>水平预制裂纹>竖直预制裂纹，预制双裂纹试件>预制单裂纹试件；不处于冲击中心的预制裂纹，会产生裂纹尖端效应，促进次生裂纹朝与预制裂纹面大角度方向扩展。
　　(3)基于光滑粒子流体动力学(Smooth Particle Hydrodynamics, SPH)方法建立了高压水射流冲击均质混凝土与内蕴裂纹数值模型，通过对不同阶段混凝土应力云图和裂纹典型粒子应力曲线进行分析，结合高压水射流冲击混凝土表面应变监测试验，研究高压水射流冲击混凝土力学特性，表明了液固接触初期，水锤压力在冲蚀坑形成强烈的压剪应力，固液接触面及其临近区域均为剪切断裂；在水锤压缩区扩展阶段，锥形裂纹主为混凝土剪切破坏而萌生、径向裂纹、轴向裂纹、环向裂纹均为混凝土受拉破坏而萌生；预制裂纹尖端最先出现损伤，除处在冲蚀坑近域的预制裂纹尖端与斜45°预制单裂纹端部为剪切破坏，其他均为拉伸破坏；预制裂纹排布方式对高压水射流冲蚀效率增益也各不相同，试件内部裂纹轴向扩展增益大小为：竖直排布>斜置排布>横向排布；试件内部裂纹径向扩展增益大小为单裂纹横向排布>单裂纹竖直排布>单裂纹斜置排布，双裂纹横向排布>双裂纹斜置排布>双裂纹竖直排布；开展了高压水射流冲击混凝土过程中应变测试试验，展示了混凝土在射流冲击下其内部裂纹萌生、扩展、贯通与表面应变的同步变化过程，揭示了高压射流冲击混凝土表面应变的阶段性演化规律。