在海洋氯化物环境中,氯离子侵入混凝土内部引起的钢筋锈蚀和混凝土开裂是造成混凝土结构耐久性劣化的重要原因。由于混凝土表面氯离子浓度是反映海洋氯化物环境对混凝土结构腐蚀作用强度的重要指标,也是海洋氯化物环境下混凝土结构耐久性定量分析与设计的重要边界条件,所以准确分析和预测混凝土表面氯离子浓度对于混凝土结构的耐久性分析与服役寿命预测具有重要意义。然而,混凝土表面氯离子浓度不仅受材料参数、环境条件和暴露时间等多种因素的影响,而且具有显著的时变性和随机性。因此,有必要建立混凝土表面氯离子浓度的时变概率预测模型,并确定不同环境条件下混凝土表面氯离子浓度的设计值。鉴于此,本文重点围绕海洋氯化物环境(包括潮汐区、浪溅区、大气区和水下区)下混凝土表面氯离子浓度的时变概率预测模型与设计值开展研究,主要研究内容包括:(1)基于混凝土中氯离子的常扩散模型、单时变扩散模型和双时变扩散模型,结合自然暴露环境下混凝土中的氯离子浓度分布数据,对比分析了上述三种氯离子扩散模型对混凝土表面氯离子浓度拟合精度的影响规律,并综合考虑拟合精度和实用性,确定了用于拟合混凝土表面氯离子浓度的氯离子扩散模型。(2)基于从国内外文献中收集的917组海洋氯化物环境条件下(包括潮汐区328组、浪溅区296组、大气区228组、水下区65组)的自然暴露试验数据,分析了水胶比、矿物掺合料种类、暴露时间、风速、离岸距离、海水氯离子浓度等关键因素对不同环境条件(包括潮汐区、浪溅区、大气区和水下区)下混凝土表面氯离子浓度的影响规律,进而分别建立了不同环境条件下混凝土表面氯离子浓度的确定性预测模型和时变概率预测模型。(3)基于所建立的海洋潮汐区、浪溅区、大气区和水下区混凝土表面氯离子浓度的时变概率预测模型,分别确定了具有预定置信水平的混凝土表面氯离子浓度的设计值,从而为海洋氯化物环境下混凝土结构的概率耐久性分析与设计提供了量化边界条件。