地下空间的开发利用逐渐成为城市扩张的重要战略方针。地下钢筋混凝土结构与复杂的岩土和地质条件紧密联系，其耐久性状况难以观测和试验。不良耐久性将导致结构物维护周期和使用寿命缩短，威胁人民群众的生命财产安全。因此，地下钢筋混凝土结构的耐久性问题是一个十分重要并亟需解决的问题。本论文重点研究了影响混凝土氯离子电通量渗透的因素、电通量与氯离子扩散系数的相关性，溶液环境作用对混凝土电通量的影响和微观结构变化以及与恒荷载或疲劳荷载耦合作用下钢筋锈蚀速度的时变性和锈蚀膨胀应力应变规律。研制了一种低氯离子含量并能够提高混凝土抗渗性的水泥基渗透结晶防水涂料。提出了提高混凝土抗渗性和减少钢筋锈蚀的技术方法。在菲克第二定律的基础上，建立了多因素作用下混凝土氯离子扩散模型，实现并建立了溶液作用与荷载耦合作用下地下钢筋混凝土结构服役寿命的科学预测。研究成果为在腐蚀环境下地下钢筋混凝土的设计、制备和应用提供了重要的理论依据和技术支撑。　　主要工作和取得的重要成果包括以下几个方面:　　混凝土养护龄期、掺合料掺量和掺合料品种是影响电通量大小的主要因素，水胶比、含气量、水泥品种和减水剂品种对电通量的影响较小。混凝土的电通量随养护龄期的延长而逐渐降低，电通量随着粉煤灰和矿粉掺量的增加呈现降低的趋势，掺量小于40％时，粉煤灰降低电通量效果优于矿粉，掺量达到40％时二者效果接近。当水胶比在0.28～0.42时，混凝土电通量和氯离子扩散系数相关系数为0.9514，呈良好的线性正相关关系。采用SEM、XRD和EDS微观测试表明混凝土在MgSO4溶液中受到Mg2+和SO42-双重腐蚀，主要化学腐蚀产物是无粘结力和具有膨胀破坏作用的M-S-H凝胶和CaSO4·2H2O。通过掺加粉煤灰和控制水胶比的技术手段，控制混凝土水胶比为0.42并掺加30％粉煤灰，试件在5％MgSO4溶液中浸泡300d后抗压强度仅下降6.31％，电通量仅增加9.74％，达到了提高混凝土抵抗MgSO4侵蚀的目的。　　采用线性极化方法和半电池电位法，对钢筋混凝土试件在NaCl和MgSO4溶液浸泡环境下的研究表明:试件在无荷载、恒荷载和疲劳荷载作用下钢筋锈蚀速率发展规律趋势是一致的，都随时间的延长锈蚀速率增大。应力荷载和疲劳荷载作用会加快钢筋锈蚀速率，钢筋锈蚀速率具有疲劳荷载作用下＞荷载作用下＞无荷载作用的变化规律。疲劳荷载与MgSO4耦合作用下试件的锈蚀速率比恒荷载与MgSO4溶液耦合作用下锈蚀速率大，并随着时间的延长两者的锈蚀速率差加大。NaCl溶液作用下钢筋的锈蚀速率高于MgSO4作用下钢筋的锈蚀速率。不同浸泡方式对钢筋锈蚀的影响研究表明MgSO4溶液环境下钢筋的锈蚀速率与NaCl溶液环境下的变化规律一致，具有循环浸泡＞长期浸泡＞不浸泡的规律。采用限制水胶比，增加粉煤灰或矿粉掺量，增加混凝土保护层厚度的技术手段可以提高混凝土中钢筋抗锈蚀能力。　　研制出一种低碱低氯离子含量的水泥基渗透结晶型防水涂料。涂料中含有活性成分，能够与混凝土中未水化的水泥颗粒发生二次水化反应，形成不溶于水的结晶体，填充或封堵混凝土孔隙、毛细管和裂缝，使水无法进入混凝土，达到防渗的目的。该涂料能够永久渗入混凝土内部，性能稳定且不分解，涂层表面即使遭受磨损也不会影响其防水效果。对于结构物在后期由于荷载或环境作用条件下形成的渗漏或裂缝也有较好的防水作用，活性物质可以渗透到C30高性能混凝土表面3mm，还可以提高在MgSO4溶液中抵抗混凝土劣化的性能，达到提高结构耐久性的作用。防水涂料的配方为:硅酸盐水泥50.35％，石英砂40％，助剂2.4％和活性化学物质7.25％。活性化学物质比例为B组分0.65％，C组分1.0％，D组分2.6％，E组分3.0％。防水涂料湿基面粘结强度达到1.8MPa，28d抗渗压力达到1.3MPa，56d二次抗渗压力达到1.4MPa，28d抗渗压力比达到325％。　　在菲克第二定律和试验数据分析的基础上，研究了混凝土配合比、环境温度、湿度、MgSO4劣化、外装涂料对氯离子扩散的影响，建立了多因素作用下混凝土氯离子扩散模型。研究了NaCl和MgSO4溶液浸泡环境与荷载耦合作用下，钢筋锈蚀速率时变性变化规律和模拟公式。采用ABAQUS有限元软件模拟计算了锈蚀膨胀产生的混凝土拉应力，表明钢筋和混凝土接触面处拉应力最大，向四周逐渐减小，钢筋间距越近，混凝土拉应力叠加越严重。建立了恒荷载或疲劳荷载耦合作用下钢筋锈蚀速度的时变性和锈蚀膨胀应力应变规律关系。最后建立了溶液作用与荷载耦合作用下地下钢筋混凝土结构服役寿命的理论预测模型。