【摘 要】
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钢筋与混凝土是两种力学性能不同的材料,钢筋与混凝土之间具有良好的协同工作是保证钢筋混凝土结构具有足够安全性能的基本前提。当钢筋混凝土（RC）在冻融循环作用与氯离子侵蚀共同作用下,混凝土中的钢筋会随着使用年限的推移而逐渐发生锈蚀,进而造成钢筋与混凝土二者之间粘结性能的下降,对钢筋混凝土结构构件的正常使用性能和承载能力产生较大影响。因此,研究冻融循环和氯离子共同作用下的钢筋-混凝土界面间的粘结滑移性能
【基金项目】
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陕西省科技厅科研计划项目（编号:2021JM-426）； 西部绿色建筑国家重点实验室开放基金项目（编号:LSKF202118）；
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钢筋与混凝土是两种力学性能不同的材料,钢筋与混凝土之间具有良好的协同工作是保证钢筋混凝土结构具有足够安全性能的基本前提。当钢筋混凝土（RC）在冻融循环作用与氯离子侵蚀共同作用下,混凝土中的钢筋会随着使用年限的推移而逐渐发生锈蚀,进而造成钢筋与混凝土二者之间粘结性能的下降,对钢筋混凝土结构构件的正常使用性能和承载能力产生较大影响。因此,研究冻融循环和氯离子共同作用下的钢筋-混凝土界面间的粘结滑移性能便显得尤为重要。而现有成果大多是针对氯离子单一因素作用下钢筋与混凝土的粘结性能研究,对于冻融-氯离子二者耦合环境中的研究较少,由于在冻融环境中混凝土保护层会加速劣化,导致氯离子侵蚀加速,进而造成钢筋进一步加速锈蚀。鉴于此,本文基于已有研究,将理论分析与数值模拟相结合,对冻融-氯离子耦合作用下的钢筋-混凝土界面粘结滑移性能进行研究,本文的主要研究内容有:（1）整理并分析了大量国内外研究现状,对冻融循环下混凝土结构劣化和氯离子作用下钢筋锈蚀机理进行了系统归纳,并基于前人对锈蚀钢筋力学性能退化研究,整理出基于不同情况作用下的钢筋-混凝土界面粘结滑移本构模型。同时针对氯离子的扩散过程以及氯离子作用下钢筋锈蚀过程进行了全面的分析与论述,提出了氯离子作用下钢筋锈蚀面积损失模型,为后续章节精细化分析提供了基础支撑。（2）为了得到冻融-氯离子耦合作用下钢筋混凝土的粘结滑移模型,基于氯离子作用下的钢筋锈蚀截面面积,根据整理已有不同试验数据,分析并拟合了冻融循环作用下的氯离子扩散系数表达式,结合钢筋锈蚀初始时间,得到冻融-氯离子耦合作用下的钢筋锈蚀截面面积,并引入冻融-氯离子耦合作用下钢筋截面面积剩余比,同时基于我国《混凝土结构设计规范》,在锈蚀钢筋粘结-滑移公式基础上建立了冻融-氯离子耦合作用下的钢筋-混凝土界面粘结滑移计算公式。（3）为了实现基于二者耦合作用下钢筋混凝土有限元建模,本文运用ABAQUS计算分析软件创建拉拔试件的数值分析模型,基于冻融-氯离子耦合作用下的钢筋、混凝土材料本构关系,以及本文所建立的冻融-氯离子耦合作用下钢筋-混凝土界面粘结滑移本构模型,建立了冻融-氯离子耦合作用下钢筋混凝土粘结滑移有限元数值模型。验证了数值模拟的适用性以及可靠性,研究结果可为冻融-氯离子耦合作用下的钢筋混凝土界面粘结性能研究提供一定参考。
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