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混凝土由于长期遭受腐蚀介质的作用,导致混凝土结构性能劣化,耐久性能降低而提前发生破坏,由于腐蚀造成结构耐久性退化已成为土木工程界面临的主要问题,成为研究的一个热点问题。本文在系统总结国内外有关混凝土材料腐蚀研究工作基础上,主要研究受腐蚀后混凝土的力学性能和本构关系,主要研究内容包括: 首先,研究了受盐腐蚀混凝土的抗压强度。考虑了NaCl、Na2SO4两种腐蚀介质作用,研究了10%、20%两种浓度作用下腐蚀后混凝土的抗压强度,试验结果表明,两种腐蚀性介质作用下,混凝土强度在腐蚀作用初期有所增加,随着腐蚀时间的增加,混凝土强度逐渐下降。NaCl腐蚀后的强度衰减率越来越小,Na2SO4腐蚀后的强度衰减率越来越大。介质浓度对混凝土强度变化率的影响不大。基于试验研究,提出了计算腐蚀混凝土强度的数学模型。为腐蚀混凝土结构承载力计算提供一定的计算依据。 其次,针对PH为2和3两种浓度盐酸腐蚀作用,研究了腐蚀后混凝土的抗压强度等力学性能,以及应力-应变曲线的变化规律;阐述了受盐酸腐蚀混凝土性能劣化的内在原因。试验结果表明,盐酸腐蚀作用下,混凝土的峰值应变、抗压强度、弹性模量与腐蚀时间和溶液浓度成线性下降关系。应力-应变曲线逐渐趋于平缓,但形状未发生太大变化,仍可以用规范建议的公式拟合。基于试验研究,提出了盐酸腐蚀混凝土强度、弹性模量的计算模型。通过计算结果与试验数据得比较,计算模型的计算结果具有很好的准确性,对酸腐蚀环境中混凝土结构设计具有重要的理论价值和工程意义。 最后,基于损伤力学理论,根据试验数据回归分析得到未腐蚀混凝土应力-应变关系的损伤本构模型,再根据腐蚀混凝土应力-应变曲线与未腐蚀混凝土应力-应变曲线的关系,推导了腐蚀混凝土应力-应变关系的损伤本构模型,通过计算结果与试验结果的比较,得到了比较满意的结果。说明这种方法分析腐蚀混凝土的应力-应变损伤本构关系是可行的。对酸环境腐蚀混凝土结构非线性有限元分析提供必要的理论基础