混凝土是基础设施建设使用最为广泛的土木工程材料。虽然混凝土具有较好的技术经济性,但在其使服役过程结构混凝土普遍由于荷载、收缩、碱骨料反应等原因产生裂缝,从而为外部环境中侵蚀性介质进入钢筋混凝土提供快速通道,缩短了钢筋混凝土的服役寿命。值得注意的是,对于北方寒冷或严寒海洋环境中的混凝土结构,混凝土将经受冻融与氯盐的耦合破坏作用,显著加剧结构混凝土的损伤。本文主要研究了冻融与氯盐耦合作用下初始裂缝对混凝土损伤发展规律,以及损伤后混凝土中氯离子传输行为的影响。采用改进的巴西劈裂法在混凝土中预制出宽度为20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、130μm和150μm的初始裂缝,并采用图像处理法对裂缝的宽度信息进行表征。对具有不同初始裂缝宽度的混凝土开展盐冻试验,研究裂缝宽度扩展、混凝土剥落质量损失和相对动弹性模量变化,同时采用碘离子快速迁移法研究了上述耦合作用对损伤后混凝土中氯离子传输行为的影响规律。整体上而言,随着盐冻循环次数的增加和初始裂缝宽度的扩大,混凝土的剥落质量损失和相对动弹性模量损失逐渐增加,并且损伤主要集中在裂缝及周边区域。此外,初始裂缝宽度与水胶比对混凝土的抗盐冻性能影响显著,然而水胶比过高时初始裂缝宽度对混凝土抗盐冻性能影响较小。具体研究成果如下:(1)经历冻融与氯盐耦合作用,随着初始裂缝宽度的增加,盐冻后混凝土裂缝宽度变化呈现不同规律。随着盐冻循环次数增加至28次,盐冻后混凝土裂缝宽度随之增加,但裂缝宽度不会无限增大,裂缝宽度在达到一定值时则保持稳定或降低,能达到的最大宽度取决于初始裂缝宽度。此外,提高水胶比将加剧盐冻后混凝土裂缝宽度扩展。根据裂缝在盐冻环境下的发展趋势,可以将混凝土的初始裂缝宽度(Wcr)分为三类:a.当Wcr<40μm时,在盐冻循环达到16次前,裂缝宽度增加缓慢;在盐冻循环16次后,裂缝宽度快速增加。b.当40μm100μm时,初始裂缝宽度的增加对盐冻后裂缝扩展的影响较小。(2)随着盐冻循环次数的增加,初始裂缝宽度与水胶比对盐冻后混凝土剥落质量损失的影响存在关键阈值。就初始裂缝宽度而言存在如下规律:a.当Wcr<80μm时,混凝土剥落质量损失随初始裂缝宽度增加逐渐增加。b.当Wcr>80μm时,混凝土剥落质量损失随初始裂缝宽度增加逐渐减小。其次,在初始裂缝宽度为20μm至150μm范围内,当盐冻循环次数达到8次之后,混凝土剥落质量损失呈现明显增加的趋势。就水胶比而言存在如下规律:a.当水胶比<0.38时,初始裂缝宽度对混凝土剥落质量损失的影响显著;当水胶比>0.38时,初始裂缝宽度对混凝土剥落质量损失的影响较小。(3)随着盐冻循环次数的增加,初始裂缝宽度与水胶比对盐冻后混凝土相对动弹性模量的影响同样存在关键阈值,该结果印证了混凝土剥落质量损失规律。就初始裂缝宽度而言存在如下规律:a.当Wcr<80μm时,混凝土相对动弹性模量随初始裂缝宽度增加逐渐降低。b.当Wcr>80μm时,混凝土相对动弹性模量随初始裂缝宽度增加逐渐增加。其次,在初始裂缝宽度为60μm至150μm范围内,当盐冻循环次数达到8次之后,混凝土相对动弹性模量明显降低。就水胶比而言存在如下规律:a.当水胶比<0.38时,初始裂缝宽度对混凝土相对动弹性模量的影响显著;当水胶比>0.38时,初始裂缝宽度对混凝土相对动弹性模量的影响较小,此时水胶比是影响混凝土相对动弹性模量的主要因素。(4)经历盐冻循环破坏作用后,混凝土碘离子扩散系数随着初始裂缝宽度的变化呈现先缓慢增加后快速增加的规律。就初始裂缝宽度而言呈现如下规律:a.当Wcr<20μm时,混凝土碘离子扩散系数随初始裂缝宽度增加而缓慢增加。b.当Wcr>20μm时,碘离子扩散系数随初始裂缝宽度增加呈现快速增加趋势。混凝土水胶比同样也会对氯离子扩散系数产生明显的影响:a.当水胶比<0.38时,初始裂缝宽度对混凝土碘离子扩散系数的影响显著;当水胶比>0.38时,初始裂缝宽度对混凝土碘离子扩散系数几乎无影响。