钢筋的锈蚀是影响如桥梁、码头等钢筋混凝土结构耐久性能的重要因素之一。而钢筋锈蚀产物导致的体积膨胀将会使保护层混凝土发生纵向劈裂裂缝、保护层胀裂破碎甚至剥落。这会直接影响混凝土结构的承载能力，更重要的是还会对结构的延性产生深远的影响，从而导致结构不能满足正常使用的要求。所以，充分认识锈胀裂纹的扩展过程对评估混凝土结构耐久性劣化程度至关重要。　　对混凝土中裂纹的扩展过程开展模拟，可以为较深入认识钢筋混凝土结构的锈胀破坏提供一定的基础。由于混凝土材料细观结构的非均质性特征对裂纹的扩展过程影响显著，在计算模型中需要考虑非均质的影响，这导致现有的模拟方法，如有限元法、边界元法等在模拟混凝土中裂纹的扩展过程上有一定的局限性。为此，本文在前人的基础上，改进三维Lattice模型，以空间杆单元来描述混凝土材料中的细观三相结构;然后，引入弹性杆的拉伸损伤，设定其损伤失效条件来控制杆单元的破坏，由小范围内杆单元的失效来表征微裂纹的产生，并最终从宏观上实现裂纹的延伸扩展。考虑到混凝土整体细观结构的无序性，这样模拟出的裂纹扩展是可以在任意方向上延伸扩展的。　　本文针对混凝土材料Lattice模型的建立与修正开展了研究，对钢筋锈胀致裂以及混凝土材料疲劳破坏过程进行了模拟，主要工作包括以下几个方面:　　首先，运用Abaqus软件的网格划分功能以及其中的USDFLD材料用户子程序，将有限单元划分下的实体单元按一定规律离散化为空间杆单元集合，设置杆单元的拉伸损伤演化过程，采用后期数据定位方式投入骨料、设定ITZ层，来实现混凝土材料细观结构的模拟。运用上述模型对混凝土立方块拉、压、剪问题进行数值模拟，结果表明，基于Lattice模型模拟得到的混凝土构件的宏观裂纹扩展过程以及宏观应力应变曲线与已有的结果吻合良好，且在较密的网格划分下，Lattice模型的模拟结果具有较高的稳定性。　　其次，以Lattice模型与实体模型的响应对比为基础，分析Lattice模型参数的修正方法:对单一材料模型，对比计算出Lattice模型与实体模型响应对比量d、m，并由这两个对比量对Lattice模型的弹模E及杆单元面积A进行修正，使得两个模型的响应一致，达到修正的目的。对多材料的情况处理方法类似，但修正量随模型中相对位置的变化存在一定偏差，由含骨料的三材料Lattice模型修正结果可知，外部响应最大偏差值在5％左右，而内部骨料附近位置，最大位移偏差保持恒定，最大应力偏差增加了5％。　　接着，基于修正后的Lattice模型，对钢筋混凝土锈胀破坏过程进行模拟计算，计算结果表明:中部钢筋锈蚀引起的裂纹，主要为底端竖向裂纹;对于角部钢筋锈蚀引起的裂纹，在其外侧混凝土厚度不足时，底端竖向裂纹和外侧水平裂纹都有可能贯通至混凝土表面;对于多根钢筋的情况，水平裂纹倾向于往连通各钢筋的方向发展，并由此减弱了角部钢筋裂纹向侧边的扩展趋势;附加箍筋对其影响范围内的混凝土产生环箍作用，从而延缓了箍筋外的锈胀效应，使得临界锈蚀率得到了提升;非均匀位移加载下模拟产生的裂纹扩展路径更为精确而可预测，因此适用性更好;综合考虑锈胀效应与疲劳效应，取三点弯曲梁半梁模型进行计算分析，所得结果显示了两种效应相互之间的耦合作用，这一作用加剧了两种效应的发展，导致混凝土耐久性能的大幅度降低。　　最后，论述了本文存在的不足以及需要进一步改进之处。