本项目拟围绕提出的关键科学问题，全面考虑环境物理化学作用与荷载效应，针对不同环境与受荷条件下进行钢筋锈胀引起的混凝土开裂全过程理论分析与试验研究。 采用先进的测试技术、数值仿真、理论研究、实验室试验及暴露现场试验相结合，研究多因素耦合作用下混凝土中侵蚀介质的输运机制，提出了改进的水泥水化数值分析模型，基于混凝土的实体微细观结构信息，考虑混凝土中应力场、温度场、湿度场、CO2分布场与Cl-分布场之间的交互作用，阐释侵蚀介质在混凝土中的传输扩散机制，界定影响钢筋锈蚀的关键参数； 通过X-CT扫描和灰度阈值分割法对锈蚀试件中的粗骨料、气孔、钢筋、锈蚀产物、裂缝等各相进行图像分割和三维重构，获得了保护层的三维位移场、应变场，研究了钢筋混凝土锈胀开裂全过程真实的微细观结构特征与时变特性，揭示了混凝土的微细观结构特征对钢筋的锈蚀过程及状态的影响； 基于数字图像(DIC、DVC)技术，测定了钢筋混凝土梁表面应变场，分析了弯曲荷载作用下钢筋混凝土梁损伤开裂的全过程，选取损伤度作为评价混凝土损伤情况的定量指标，建立了损伤度与变形模量的关系，提出了多轴应力状态下损伤度的表征方法，获得了钢筋混凝土梁在弯曲荷载作用下损伤场分布，通过对钢筋混凝土的锈胀开裂全过程及开裂模式的分析，系统深入地研究了荷载与复杂环境耦合作用下由于锈胀开裂引起的混凝土结构性能损伤与退化规律； 建立了完整的钢筋混凝土锈胀开裂全过程多尺度分析模型，采用原位动态测试技术，实时监测钢筋混凝土结构锈胀力变化及锈裂全过程，提出了锈裂关键参数及敏感性、控制与评定方法，建立了钢筋起锈时刻与锈蚀发展时变规律的新的预测模型； 研究成果形成了较为成熟的可为工程应用的理论模型及试验方法，提出了开裂测试新技术与开裂风险评估方法，为制定混凝土开裂评定技术规程提供理论与实验技术方法，进一步为大型钢筋混凝土结构工程的耐久性设计、施工、维护提供科学依据。 2100433B