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竹材是一种典型的单向长纤维增强的生物复合材料,经过亿万年的演化形成了如今的“节间+节部”的优良结构,其中节子的存在对于竹抵抗风雪等引起的弯曲劈裂起至关重要的作用。竹节由秆环、箨环、节隔、节隔上沿四部分组成,节间维管束通过竹节时都有不同程度的弯曲,大多数轴向主维管束直接穿过节部,而有一部分却改变了方向：竹壁内侧的维管束在节部弯曲伸向竹壁外侧,另一些竹壁外侧的维管束则弯向竹壁内侧,还有一部分维管束横向进入节隔,迂回曲折盘绕,或沿周向横卧或通过节隔交织成网状分布,再伸向竹杆的另一侧。竹节的密度稍大于其相邻节间材的密度。竹材也是一种极端各向异性材料,其轴向抗拉强度可高达150～300MPa,但其横向抗拉强度与顺纹抗剪强度却仅有前者的1/85和1/20。为此,竹材在使用过程中常常会出现各种剖面的顺纹向开裂,这些开裂行为在复合材料学上也称层间开裂,而且一旦存有顺纹向裂纹,其分层的传播不是由强度控制,而是由竹材的层间断裂韧性控制。研究竹材的分层断裂行为与测试竹材分层断裂韧性对竹结构强度设计和竹材利用等都十分重要。但目前在此方面开展的研究和实验很少,而对竹节在竹材层间断裂过程中的行为机制和韧性贡献却未见报道。以及常用来评估复合材料Ⅱ型层间断裂的实验参数带入法、Timoshenko梁理论法和柔度标定法中,哪种计算方法更适宜用于竹材的Ⅱ型层间断裂韧性,尚有待于探索。本文首先通过使用双悬臂梁(DCB)法测试了毛竹材节间材与含节材的Ⅰ型层间断裂韧性,探究了毛竹材节间材与含节材的Ⅰ型层间断裂韧性的差异；其次采用端部切口弯曲梁(End Notched Flexure, ENF)试样,通过使用实验参数带入法、Timoshenko梁理论法和柔度标定法分析计算了毛竹节间材顺纹向的Ⅱ型(面内剪切型)层间断裂韧性GIIC,并对断口形貌作了分析,得到如下结果：(1)本文通过使用双悬臂梁(DCB)法测试了毛竹材节间材与含节材的Ⅰ型层间断裂韧性,探究了毛竹材节间材与含节材的Ⅰ型层间断裂韧性的差异,结果如下：毛竹材节间材的Ⅰ型层间断裂韧性GIC-Internode=498.48J/m2 (SD=64.52 J/m2);毛竹材含节材的Ⅰ型层间断裂韧性GIC-Node=1431.45J/m2 (SD=198.01 J/m2)。(2)含节材的Ⅰ型层间断裂韧性大于节间材的Ⅰ型层间断裂韧性,表明竹节的存在对阻碍竹材发生层间断裂起很大贡献作用。通过分析其断裂机制,我们得到毛竹材节部的特殊构造是引起上述Ⅰ型层间断裂韧性差异的主要原因。(3)采用端部切口弯曲梁(End Notched Flexure, ENF)试样测定了毛竹材顺纹向的Ⅱ型层间断裂韧性,并采用不同方法计算了毛竹材的Ⅱ型层间断裂韧性值,在实验参数带入法、Timoshenko梁理论法和柔度标定法这三种计算方法中,以实验参数带入法计算毛竹材Ⅱ型层间断裂韧性为好,该值为1303.18J/m2(变异系数=8.96%),基本上与竹秆高度无关。(4)分析毛竹材的Ⅱ型层间断裂的断口形貌,裂纹的扩展基本为自相似开裂,但断面较为粗糙,在Ⅱ型裂纹扩展区域中基本组织显示出锯齿形受剪切变形的特征。SEM图片显示,基本组织和竹纤维在剪切应力作用下先是沿胞间层分离,随着上下层错位增大,薄壁的基本组织会因承受拉力而横断,而厚壁的竹纤维细胞则仅有胞间层或初生壁被撕裂、剥离而留下的碎片条。(5)竹材的Ⅱ型层间断裂韧性较1型层间断裂韧性要高出3倍左右,这与毛竹材的Ⅱ型层间断面较1型层间断面粗糙的现象相一致。