首先将由钢筋锈蚀导致的混凝土保护层胀裂的非均匀锈胀力模型简化为余弦函数锈胀力模型，然后应用 弹性力学理论推导余弦函数锈胀力模型的计算公式，并探讨了影响钢筋锈胀力的各个因素，认为：钢筋混凝土间隙 越大 ，混凝土开裂所需 的临界锈蚀率越大 ，临界 锈蚀 率随着混 凝土 弹性模 量的增加 而增加 ，混凝土 强度等 级越高 ， 临界锈蚀率越高，随着钢筋半径的增加混凝土起裂所需的锈蚀率减小，随着膨胀倍数的增加临界锈蚀率不断下降， 膨胀倍数在2．5之前临界锈蚀率下降速度最快 ，膨胀倍数在2．5之后下降速度较为平缓。 关键词：混凝土；非均匀锈胀力；耐久性；余弦函数 ；临界锈蚀率 中图分类号 ：TU375 文献标 志码 ：A 文章编号 ：1008—1933(2013)05—098—06 Thedevelopmentofrustexpansion forceofsteelbarin concreteand reinforcem entcorrosion rate’Stim e-varyingproperty LIDebao ．GENG Ou ．ZHANG Yi (1．SchoolofMechanics&CivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou 221116，China； 2．Scholof MaterialScienceandEngineering，ChinaUniversityof MiningandTechnology，Xuzhou 221116，China) Abstract：Inthispaper，firstofall，themodelofnon·uni~rm rustexpansion forceproduced by crack ofreinforcementconcrete cover whichison theresultofcorrosion ofsteelbarissimplifiedascosinefunctionsmodeloftheexpansiveforceof thecorosion steelbars． Then thetheoryofelasticitymechan icsisapplied todeduce theformulaofcos inefunction corrosiveexpansion force model，and each factorsoftherustexpansionforceofsteelbararediscussed，results：thegreatertheclearan ceexistedin reinforced concreteis，thebigger thecriticalcorrosionrate isneededwhen concretecrack；the criticalcorosion rate increase aselasticmod ulusincreases；the higher concretestrengthlevelis，thehighercriticalcorosionrateis；withtheincreaseoftheradiusofthesteelbar，thecorrosionratedecreases whenconcretebeginstocrack；with"theincreaseoftheexpansionratio，critical corrosionratefalls，whentheexpansionratioisbelow than2．5，thecriticalcorrosionratedropsfastest，when heexpansion ratio ishigherthan2．5，thespeeddecreaseismoreslow． Key words：concrete；non-un iform rustexpansionforce；durability；cosinefunctions；critical corosionrate 0 前 言 钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性 的一个 很重要的因素 ，目前对钢筋锈蚀的研究 已有很大的 进展 因钢筋锈蚀物 的体积 是被锈 蚀钢筋 的 2．36 倍…使得钢筋和混凝 土的交界处产生膨胀 内力 ，随 着锈蚀物的增多，混凝土会顺筋方向破坏 引。目前 对锈胀力的理论分析大都基 于均匀锈蚀 的假定 ，即 假设钢筋截面产生 圆形 的均匀锈蚀 ，现有理论分析 收稿 日期 ：2012-02-27 作者简介 ：李德宝 (1989一)，男 ，硕士研究生 ，研究方 向 ：混凝土结 构 耐久性 。 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目(50808173) E—mail：ldbchang@ 163．com 包括 ：Perferu6应用弹性力学给出了单位长度上半径 为 r的圆周上混凝土未开裂部分 的混凝土环向应力 公式 ；金伟 良等r¨利用弹性力学理论分析了均匀锈 胀力模型 ，并得到了}昆凝土胀裂前的锈胀力表达式 ； 王海龙等_8应用断裂力学理论分析 了均匀锈胀力 开裂模型并得到 了钢筋锈蚀率与锈 胀力之 间的关 系，并分析 得到裂 纹长度与 临界锈蚀 率 的关 系 ， 从图 1可以看出 ，随着裂纹的增加 ，锈蚀率在不断下 降 ，由此可推断出，混凝土的锈胀开裂是在瞬间发生 的，当裂纹长度很小时，混凝土的破坏则 由混凝土 内 力引起 的。 文献[9]表明钢筋锈蚀层轮廓线近似为椭圆形 状 ，如图2所 示 ，靠近 混凝 土保 护层一侧 锈蚀量较 大 ，由此可得非均匀锈胀力 的椭 圆分布模 型。 目前 对非均匀锈胀力模型的研究较少 ，文献 [10]在忽略

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