该文中,首次提出了老化过程中,混凝土材料是由外向内渐进地发生不可逆劣化的,不能再将老化混凝土视为均匀的、各向同性的介质;应该用分层方法来处理.其次,针对目前还没有能够同时描述物理损伤和化学损伤的老化混凝土的本构关系,于是该文运用连续介质力学创造性地提出了可以用内聚力变量和孔隙损伤因子来描述老化混凝土和其他混凝土的本构关系.主要的研究内容有:1.基于对混凝土的化学损伤中钙离子迁移机理的详细讨论和分析,建立了钙离子的迁移模型和钙离子迁移后的孔隙率计算公式,而且分析了混凝土内聚力降低的机理和热力学依据;2.根据新混凝土、中年混凝土和老混凝土的微观形貌和宏观形貌观察,利用图象分析系统和低倍显微镜等手段测量了混凝土的微观和宏观孔隙率;3.采用能谱仪分层分析了这三种混凝土界面和浆体的化学成分;然后,用化学分析方法分层分析了这三种混凝土的钙离子含量.测量结果证明了分层模型关于混凝土老化过程中钙离子迁移的正确性;4.为了验证模型的正确性以及确定模型参数,测量了所研究的混凝土试件的力学性能,而且通过对超声沿混凝土截面的声时和时域波形进行的计算和频谱分析等,直观地对混凝土结构物的性能作出了初步评价;5.通过定义混凝土老化过程中的内聚力损伤和孔隙损伤的内变量,即内聚力损伤变量和孔隙损伤因子,建立了可以考虑化学损伤和物理损伤的本构关系,实验结果与理论计算值吻合很好;6.根据分层理论建立的模型,分析了混凝土圆柱的应力场以及分别计算了新钢筋混凝土板和老化钢筋混凝土板的挠度,这为老化结构的分析和安全评价提供了可供借鉴的实例而具有工程意义.