氯离子侵蚀诱导钢筋混凝土墩柱开裂的过程是桥梁工程设计面临的关键问题,尤其是侵蚀后墩柱的抗震性能面临严峻挑战。科学评估氯离子侵蚀作用下钢筋混凝土圆柱墩在地震作用下的稳定性包含了一个系统的研究过程。首先建立墩柱的侵蚀劣化模型,然后提出墩柱混凝土损伤区域模型,最后在此基础上研究侵蚀后的不同配筋率钢筋混凝土圆柱墩在地震作用下的力学性能,文章研究内容为氯离子环境中地震作用下的钢筋混凝土圆柱墩的配筋设计提供了参考。(1)为明确电化学加速腐蚀与自然环境中钢筋混凝土圆柱墩劣化程度的时间相关关系,以钢筋锈蚀量为评价指标,选取不同外加电压和不同氯离子浓度为控制变量,开展了电化学加速腐蚀试验。基于试验结果,通过Faraday定律和Arrhenius时间等效理论,推导得到不同外加电压、不同氯离子浓度的电化学加速腐蚀相比较于自然环境的加速因子,为文章后续试验研究提供时间尺度标定,且为提出本文墩柱的侵蚀劣化模型做准备。(2)为探究氯离子作用下不同配筋形式的钢筋混凝土圆柱墩的内裂机制,重点分析锈蚀产物不断增加导致裂缝扩展,进而引起混凝土保护层剥落的过程。基于扩展有限元法,以钢筋根数、钢筋直径和墩柱直径为变量,获得钢筋混凝土圆柱墩的裂缝扩展路径、扩展速率、开裂角度。相邻钢筋锈蚀引起的应力叠加是影响腐蚀裂纹扩展速率的主要因素。钢筋间距与钢筋直径之比和钢筋间距与混凝土保护层厚度之比影响裂缝扩展路径,裂缝路径会导致不同的混凝土保护层剥落模式(局部剥落和层裂)。两种剥落模式的阈值是3.17、2.22。比较不同剥落模式的优劣,提出用于修正保护层混凝土损伤区域的墩柱混凝土损伤区域模型。(3)为明确氯离子侵蚀后钢筋混凝土圆柱墩的抗震性能。分析了氯离子侵蚀作用对圆柱式钢筋墩柱材料物理力学性能的影响,考虑钢筋截面、强度、混凝土强度、钢筋混凝土黏结强度等材料参数的劣化特性,提出本文的墩柱侵蚀劣化模型,利用BD模型修正混凝土保护层损伤区域;以电化学加速腐蚀后的大比例拟静力试验标定有限元模型的可靠性;基于M-Park-Ang模型分析不同配筋率墩柱对应的地震损伤因子,获得氯离