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随着北京城市化进程的迅猛发展，城市地面空间日益陷入拥挤局面，有效利用地下空间已经成为北京市城市发展的重要战略方针。地下基础设施耐久性不良导致其维护周期和使用寿命缩短，严重时还会威胁人民群众的生命财产安全。而钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的一个重要因素，因此研究地下环境中混凝土结构钢筋锈蚀具有重要的现实意义。本文依托“北京市自然科学基金重大项目[8100001]”，对地下环境中不同配合比混凝土试件的锈蚀速率以及钢筋锈蚀膨胀对混凝土应力的影响进行了研究，具体研究内容和成果如下： (1)首先模拟了北京市地下环境，并确定了地下环境中耐久性加速模拟试验，应用线性极化方法分别对于氯盐和荷载共同作用下、硫酸盐和荷载共同作用下掺有不同掺合料的钢筋混凝土试件进行了钢筋锈蚀试验研究，确定了钢筋钝化膜破坏的时间，试验结果表明荷载加速了混凝土结构中的钢筋锈蚀，粉煤灰和矿渣的掺入降低了钢筋锈蚀速率，并建立了两种环境下锈蚀速率和时间的拟合公式，可以对不同水胶比、不同掺合料混凝土试件未来钢筋锈蚀速率的发展进行预测。研制了一种高抗锈蚀钢筋混凝土材料及其制备方法，可以有效的提高混凝土结构的抗钢筋锈蚀能力。 (2)对硫酸盐环境下钢筋锈蚀速率和氯离子电通量进行了研究，建立了硫酸盐环境下钢筋锈蚀速率与混凝土电通量的线性回归函数关系式，利用此关系式可以相互预测锈蚀速率和电通量。 (3)通过试验研究了氯盐和硫酸盐环境下不同浸泡状态钢筋混凝土试件的钢筋锈蚀，结果表明浸泡状态对钢筋锈蚀有一定影响，钢筋锈蚀速率的大小关系为循环浸泡>长期浸泡>不浸泡。同时，对部分试件进行了疲劳荷载试验，并对硫酸镁溶液下疲劳试件和受力试件的钢筋锈蚀进行了比较，发现疲劳荷载能明显促进钢筋锈蚀的速度。 (4)对氯盐、氯盐和荷载耦合作用下钢筋锈蚀膨胀产生的应变进行了试验研究，结果表明矿物掺合料有效地降低了钢筋锈蚀膨胀程度；仅在浸泡环境下，钢筋边部锈蚀程度大于中部，而当施加了荷载后，由于荷载作用，钢筋中部锈蚀程度大于边部。同时通过ABAQUS有限元软件对钢筋锈蚀膨胀对混凝土应力影响进行了数值模拟，由于锈蚀膨胀产生的混凝土最大主拉应力在钢筋和混凝土接触面处最大，并向四周减小，但在保护层最外侧处有增大的趋势；相邻钢筋距离也会对混凝土的主拉应力产生影响，钢筋间距越近，混凝土主拉应力叠加越严重。