冻融循环和氯离子侵蚀共同作用产生的钢筋混凝土结构耐久性不足,其长期作用导致的大量经济损失和能源领域的巨大浪费,已经成为土木工程领域越来越值得关注的问题。因此,深入理解冻融循环影响下氯离子侵蚀过程,研究冻融循环作用下混凝土材料的力学性能和破坏过程,对延长钢筋混凝土结构的使用年限,提高工程结构的使用效率和经济效益具有重要意义。本文对冻融循环影响下氯离子侵蚀饱水混凝土过程开展了研究,主要工作包括:1.总结了冻融循环下氯离子侵蚀混凝土的基本理论介绍了混凝土中氯离子的侵蚀机理,对氯离子传输问题以及冻融循环问题的国内外研究现状进行了综述。同时介绍了热应力模拟分析中的耦合分析思路和热传导控制方程。综合考虑了实际工程中扩散深度、水化反应的结合能力、混凝土对氯离子扩散性能的劣化效应系数、环境温度等因素,推导了多因素影响下混凝土中氯离子扩散方程,为研究复杂条件下氯离子侵蚀混凝土过程奠定了基础。2.研究了冻融循环条件下温度场和水的体积变化过程结合热应力分析理论以及瞬态热传导的分析过程,模拟了水的冻结与融化过程。通过改变温度边界条件以及定义随温度变化的热膨胀系数,模拟了冻融循环过程中模型的温度场变化情况,以及相变过程中模型的体积变化过程。将模拟结果与多种实际现象进行了比较,论证了有限元模拟结果的合理性,为研究混凝土中孔隙水冻融循环提供了基础。3.模拟了冻融循环影响下混凝土中损伤演化过程给出了冻融循环条件下混凝土中孔隙水冻融过程以及破坏过程的分析流程,讨论了冻融循环对混凝土结构的破坏机理以及相应的研究方法。在Abaqus软件平台基础上,模拟了降温过程,以及冻融循环影响下孔隙水冻结膨胀导致的混凝土损伤演化过程。依据得到的温度场和损伤分布结果,解释了快冻法冻融循环实验中结构构件表层剥落现象,以及内部裂纹的萌生及扩展现象,为研究混凝土结构的承载力失效过程提供一定基础。4.研究了冻融循环影响下氯离子侵蚀混凝土过程研究了自然条件下混凝土中氯离子扩散过程,为了与冻融循环过程温度场的变化过程进行比较,模拟分析了常温条件下的扩散过程。对经受冻融循环破坏的混凝土中氯离子扩散过程进行了模拟,将模拟结果与常温下未损混凝土模型中的氯离子扩散过程进行了比较,给出了冻融循环次数对氯离子侵蚀混凝土过程的影响情况。通过对冻融循环影响下受损混凝土中氯离子扩散过程进行模拟分析,结果表明:受损混凝土中氯离子扩散速度明显大于未考虑冻融损伤的混凝土中氯离子扩散速度,冻融循环过程对混凝土造成的损伤对氯离子侵蚀过程产生了显著的加速作用。