近年来,以地铁为代表的轨道交通建设工程如火如荼,东北、华北等高纬地区成为地铁建设的热点地区。混凝土因其来源广、成本低、易获取等特点被广泛应用于地铁工程的建设。然而,与常规建筑及常规环境不同,在高纬地区地铁线路的服役过程中,混凝土往往在冻融循环及杂散电流的作用下过早发生破坏。因此,开展混凝土在冻融循环及杂散电流作用下的耐久性研究,对维持地铁工程的运营能力,具有重要的意义与价值。本文的主要研究工作及成果包括以下几个方面:1、分析、总结了混凝土在冻融循环作用下的破坏机理;结合法拉第电解第一定律,分析了混凝土在杂散电流作用下的破坏机理及钢筋锈蚀量计算方法;确定了以材料参数为基本变量的地铁工程混凝土耐久性问题研究思路。2、基于材料参数变化的随机性,依据国内外相关的理论、实验模型,采取随机性方法对材料参数随机变化下混凝土的冻融服役寿命变化规律进行了探究。结果表明,其它参数不变时,水胶比越大,混凝土的抗冻性越差,服役寿命越短。当水胶比从0.35增大到0.40时,东北、西北地区混凝土冻融服役寿命降低37.5%;华北地区降低42.9%,水胶比对地铁工程混凝土冻融服役寿命影响明显。在其它参数不变的条件下,含气量在4%～6.5%的范围内时,增大含气量能提高混凝土的冻融服役寿命,含气量对冻融服役寿命的影响较为显著。其它参数不变时,粉煤灰掺量在18%～32%范围内变化时,混凝土冻融服役寿命随掺量增加而减小,但相较于水胶比及含气量,其对冻融服役寿命的影响不显著。以本文确立的模型及各参数分布规律,计算得到三北地区（华北、东北、西北）的地铁工程混凝土冻融服役寿命分别达194.5、107.8、109.6年,满足工程冻融耐久性要求。3、进行了杂散电流腐蚀混凝土试验,选择混凝土腐蚀电流及累计通电量的时变关系进行规律分析;试验结果表明:未添加掺合料时,混凝土的腐蚀速率很快,腐蚀电流快速升高,其累计通电量在腐蚀电流的快速提升下呈线性增长趋势;添加掺合料后,混凝土的腐蚀可以分为三个阶段:早期活性离子扩散阶段、中期锈蚀产物及裂缝的生成和扩展阶段、末期破坏阶段。4、试验结果表明,混凝土在杂散电流作用下的腐蚀速率受到了掺合料种类、含量与复掺比例等因素影响。掺合料的加入可使混凝土在杂散电流作用下的破坏时间至少延长1倍。单掺情况下,不同掺合料对于杂散电流作用下混凝土的腐蚀规律有着相似影响;相同掺和比例下,矿渣抑制混凝土在杂散电流作用下腐蚀的效果优于粉煤灰。复掺情况下,随着掺合总量的增加,混凝土对杂散电流作用的耐腐蚀性能明显提升。对比不同配合比混凝土破坏时的累计通电量与锈蚀率,发现在杂散电流作用下,混凝土破坏时的累计通电量一般在3万库伦左右,锈蚀率处于3%～4%之间。以混凝土破坏时的累计通电量与锈蚀率作为主要指标,兼顾腐蚀速率和腐蚀电流的波动性,综合考虑认为,基于本文的配合比设计,复掺25%粉煤灰与25%矿渣为最优配合比。