由于氯离子侵蚀,引起的钢筋锈蚀现象是混凝土耐久性研究需要重点研究的热点问题。但是实际工程服役混凝土的耐久性研究往往仅考虑单一因素作用的影响。混凝土结构在服役过程中,往往处于复杂的环境中。服役过程中的混凝土劣化引起的耐久性问题几乎很少是由某种因素仅仅单独作用所引起的,它往往经受温度、荷载与化学腐蚀等多种因素的耦合作用。环境复合作用造成的混凝土结构损伤破坏程度,远大于单因素场作用的简单叠加;并且环境复合作用下混凝土的劣化机理,比仅仅单因素作用下的劣化机理复杂的多。因此,混凝土耐久性及寿命预测评估体系的研究趋势和热点方向,已由单因素作用向多因素耦合作用发展。本文的主要研究工作如下:(1)氯离子在混凝土中的输运研究。为了更好的描述氯离子在混凝土中的迁移规律,采用Hamilton型变分原理建立氯离子的输运模型。同时考虑吸附效应、时变特性、孔隙水饱和度对混凝土中氯离子输运行为的影响,利用有限单元法模拟氯离子在混凝土迁移过程,并与相关实验数据进行对比验证。(2)多因素耦合作用下,氯离子在混凝土中的输运研究。明确了多因素耦合动力学的基本方程,以及在多因素耦合动力学中存在双本构关系。同时考虑应力梯度、温度梯度以及浓度梯度对氯离子扩散通量的影响,分情况讨论不同因素耦合作用下的等效耦合系数,建立多因素耦合动力学模型。对多因素耦合作用下的氯离子在混凝土中的迁移过程,通过Comsol进行了仿真模拟,并与相关试验数据进行对比分析。结果表明,研究环境复合作用下氯离子的输运规律,对服役环境下混凝土结构耐久性分析与设计而言,具有十分重要的现实意义。(3)氯盐环境下混凝土结构的寿命预测。采用本文建立的化学场—力学场—热力学场,耦合作用下的氯离子输运模型,以临界氯离子浓度和钢筋锈蚀宽度作为寿命预测评估指标;采用工程中两种不同形式定义的临界氯离子浓度,对大连某跨海大桥重要构件的服役寿命进行预测评估。