随着钢筋锈蚀的发生与发展，钢筋混凝土结构提前发生破坏甚至倒塌。除了混凝土保护层锈胀开裂直至脱落、钢筋与混凝土间的粘结性能退化乃至丧失外，钢筋截面积减小和力学性能劣化是造成锈蚀钢筋混凝土构件承载能力降低的主要因素。 通过进一步的锈蚀钢筋拉伸试验和数据收集，对已有锈蚀钢筋力学性能数据库进行了扩充。经过统计分析发现锈蚀钢筋屈服荷载、极限荷载、强化应变、极限应变均值降低但变异性增大。在此基础上，建立了锈蚀钢筋力学性能退化的随机过程，并将锈蚀钢筋应力-应变关系确定型模型发展为随机模型。 通过对26根实际工程老构件中锈蚀钢筋试件和36根试验室电化学加速锈蚀钢筋试件的三维激光扫描，获取锈蚀钢筋的三维实体模型。利用三维实体模型，对锈蚀钢筋的表面几何特征进行统计分析，得到其最大截面锈蚀率与平均截面锈蚀率关系，建立了不同直径、截断长度和锈蚀率下的锈蚀钢筋横截面积平均值与最小值之比的概率分布模型，指出锈坑可以较好地用双曲线拟合，并给出了有关参数的取值范围。在此基础上，根据锈蚀钢筋横截面积平均值与最小值的关系把锈蚀钢筋名义强度退化规律转换为实际强度退化规律，通过进一步数理统计分析和数值模拟，探讨了锈蚀钢筋横截面积不均匀性、锈坑几何形状及沿圆周不均匀锈蚀对锈蚀钢筋力学性能退化的影响，指出：锈蚀钢筋横截面积不均匀性是锈蚀钢筋名义强度退化的主要原因，沿圆周的不均匀锈蚀使名义极限强度进一步下降；锈坑处应力集中的存在是锈蚀钢筋极限延伸率退化、屈服平台缩短乃至消失的主要原因，沿圆周的不均匀锈蚀显著加剧其退化。 同时，经过对比分析实际工程老构件中锈蚀钢筋试件和试验室电化学加速锈蚀钢筋试件表面几何特征和力学性能退化规律，发现：在相同锈蚀率下，自然锈蚀钢筋横截面积均值与最小值之比较加速锈蚀钢筋大；相应地，自然锈蚀钢筋屈服荷载/极限荷载相对值退化比加速锈蚀钢筋更为明显。