本文以钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀状态辨识及其分布特征为研究主题,在综述既有文献成果的基础上,通过批量锈蚀钢筋及锈蚀钢筋混凝土试件的系列测试与数据分析,探讨了钢筋宏观和局部锈蚀状态表征量的辨识方法和统计特征。主要工作和成果如下:(1)对比分析了多种钢筋表观形貌表征和几何参数测试方法的适用性和有效性;提出了传统排水法的改进方案。结果表明,卡尺法能够较为精确地测试未锈蚀钢筋截面获取几何参数;排水法可用于测试锈蚀钢筋剩余截面面积及其轴向分布;而通过3D扫描技术可以快速且精细获得锈蚀钢筋截面几何特征参数,具有更为显著的适用性和有效性。(2)称重法是获取锈蚀钢筋宏观质量锈蚀率的快速有效方法。基于法拉第定律通电加速锈蚀混凝土中的钢筋,所得批量锈蚀钢筋的质量锈蚀率变异性较大,其均值小于设定的目标锈蚀率。(3)基于3D扫描技术的测试结果,分析了锈蚀钢筋截面面积与其坑蚀深度、最小惯性矩等截面几何参数之间的定量关系,显示了锈蚀钢筋轴向各截面几何参数之间具有显著的统计相关性。(4)提出了基于音乐激振和激光拾振相组合的结构振动频率测试方案。结果表明,相对于传统环境作用和锤击法激振,音乐激振可以获得结构较高阶固有频率,激振效率高且效果优;音乐激振加激光拾振组合方案可以实现无接触获得结构振动频率,尤其适用于测试锈蚀钢筋混凝土结构的频率。(5)试验建立了混凝土与锈蚀钢筋振动频率差与钢筋质量锈蚀率的统计关系,显示出基于结构频率改变定性和定量辨识混凝土内植钢筋锈蚀状态的可行性。