既有永久锚杆的数量十分庞大,且每年仍有巨大数量的锚杆应用于滨海坏境或盐碱环境中的电气化轨道交通工程。它们所处的地下工作环境恶劣,腐蚀因素众多,尤其是氯离子和杂散电流对其耐久性的影响不容忽视。再加上理论和技术水平的限制,长期对锚杆结构的锈蚀行为认识不足,对其耐久性重视不够。随着时间的推移,既有永久锚杆的耐久性问题已逐渐突出,对工程安全产生不良影响,对人们的生命、财产安全构成严重威胁。因此,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,基于COMSOL和ABAQUS有限元软件,对杂散电流作用下氯盐环境中的既有永久锚杆锈蚀行为全过程进行了研究,同时基于模糊数学理论对锚杆结构进行耐久性评估。具体内容是:1、建立杂散电流作用下氯离子侵蚀模型,并对杂散电流强度、电场形式、裂缝宽度、裂缝深度、浆体厚度等对锚筋的去钝化过程的影响进行参数研究。2、基于腐蚀电化学相关机制,对锚筋去钝化后的电化学反应过程进行研究,模拟计算腐蚀电流密度、锚筋锈蚀率与锈蚀产物。然后将锈蚀产物填充膨胀作为位移荷载输入到基于塑性损伤的ABAQUS锈胀开裂模型中,对均匀和非均匀锈蚀下的浆体的开裂过程进行研究,并考虑了围岩初始应力的影响。3、基于锈蚀粘结滑移本构,对锈蚀后锚固体的锚固特性进行研究。利用ABAQUS弹簧单元建立考虑锈蚀的锚固体的拉拔模型,研究锈蚀及围岩初始应力对锚杆的拉拔承载力等锚固性能的影响。4、基于模糊数学理论,考虑耐久性评估的模糊性,采用基于等价关系的模糊聚类方法对锈蚀锚杆结构的耐久性进行评估。并通过算例分析,说明此方法的合理性与可行性。结果表明:杂散电流形成的外加电场的强度和电场形式会影响氯离子的侵蚀和分布,非匀强杂散电场的比匀强杂散电场的危害更大;杂散电流对锚筋去钝化时间的影响敏感性大于浆体厚度,裂缝深度和宽度敏感性最小。在均匀锈蚀下,锚固体锈胀裂缝沿着锚筋周向呈现放射状均匀分布;在非均匀锈蚀下,首先在锚筋两侧出现两条水平裂缝,之后在45°方向出现两条斜裂缝,最后出现正对锚筋上部的竖直裂缝。围岩初始应力不会影响锈胀裂缝的出现顺序与开展模式,但会起到限制作用。围岩应力越大,砂浆保护层的开裂速度就越慢。在拉拔力与滑移量关系曲线出现“平台段”之后,围岩初始应力对锚固体的抗拔承载力有着明显的加强作用。采用基于等价关系的模糊聚类方法对锈蚀锚杆结构的耐久性评估分类,能够避免传统耐久性评估时各评定指标权重确定的主观性。