通过对普通钢筋混凝土梁进行前期加载和海水干湿循环试验,使试验梁发生接近实际结构的机械与钢筋锈蚀耦合损伤,并对耦合损伤试验梁进行了抗弯加载试验。结果表明:耦合损伤梁的破坏形态均为适筋破坏;损伤度越高,耦合损伤试验梁的钢筋屈服越早,裂缝发展及顶部混凝土破坏过程相对越快,其屈服荷载、抗弯承载力、刚度退化也越明显;随着荷载的增加,耦合损伤试验梁的刚度退化速度和幅度也越明显。结合耦合损伤梁试验数据,对普通梁抗弯承载力、刚度理论计算公式的相关参数进行了拟合修正,推导出了耦合损伤试验梁的抗弯承载力和刚度计算公式。

对不同粉煤灰掺量的钢筋混凝土试件进行弯曲荷载下的盐冻循环试验,利用超声波检测研究了弯曲荷载大小、盐冻循环次数对试件损伤的影响,并分析了超声波波速变化率与弯曲荷载、盐冻循环次数与混凝土损伤度的关系以及200次盐冻循环下混凝土损伤层厚度与弯曲荷载、混凝土损伤度的关系。结果表明:弯曲荷载越大,盐冻循环次数越多,超声波波速变化率和试件的损伤层厚度越大,混凝土受损越严重;试件的超声波波速变化率与盐冻循环次数和弯曲荷载呈线性正相关关系;200次盐冻循环时,试件的损伤层厚度与弯曲荷载呈正相关线性关系,试件的损伤度与超声波波速变化率之间呈非线性正相关关系,与损伤层厚度之间呈对数关系。

为研究冻融损伤对高性能混凝土力学性能损失的影响,将混凝土置于水或盐溶液中快速冻融400次后,测其动弹性模量、抗折、抗压及劈裂抗拉强度。定性分析了冻融循环次数与上述四个评价指标间的关系,并分析了损伤度与相对剩余抗折强度及抗压强度之间的关系,建立了抗折强度的衰减方程。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的动弹性模量、抗压、抗折和劈裂抗拉强度均逐步降低,抗压强度的衰减速率先增大后减小,动弹性模量、抗折、劈裂抗拉强度则是不断增大;相同冻融循环条件下,含气量越低、水胶比越大,冻融损失越大;冻融介质对混凝土的强度损失有一定影响,盐溶液对强度造成的损失更大;损伤度与相对剩余抗折强度间具有良好的相关性,但与抗压强度间不具有相关性。

对硫酸盐和氯盐复合溶液浸泡下的钢筋锈蚀规律进行了试验研究,探讨了弯曲荷载对钢筋锈蚀的影响。采用电化学方法评价钢筋的腐蚀状况,用钢筋锈蚀电位和钢筋锈蚀速率反映钢筋的锈蚀程度。根据钢筋锈蚀产物在混凝土最外边缘拉裂处所产生的环向拉应力定义混凝土受钢筋锈蚀影响的损伤度Ds,建立了损伤度与锈蚀电流密度、锈蚀时间的方程,并进行了模型验证。

分析了PVA纤维水泥基复合材料在盐冻环境下的损伤原理及特性,以快速盐冻试验下实测数据为基础,验证了基于损伤原理提出的混凝土冻融抛物损伤模型,并基于抛物模型对盐冻环境下PVA纤维水泥基复合材料进行了寿命预测。