应用微平面理论分析混凝土保护层的破坏模式。首先总结了微平面理论的基本公式，然后将 微平面理论与有 限单元法相结合 ，分析在锈胀力作用下混凝土保护层 的开裂全过程。通过与文献 中的实验数据比较 ，验证 了本文数值方法的有效性。此 外，分析 了钢筋直径、钢 筋间距和保 护层厚 度 对保 护层破 坏 模 式 的影响 。 关键词 ：混凝土结构 ；微平 面理论 ；有限单元法 ；破坏模 式 中图分 类号 ：TU375；TV431 文 献标 识码 ：A 文章 编号 ：1006—7647(2010)05—0037—04 Applicationofinicuo-p]~[1etheorytoanalysisoffailurenlodesofconcretecovers／／FANXing-lang，DINGJian-jiang2， ZHENGJian-jun(1．SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，Zhejiang UniversityofTechnology，Hangzhou310032，China； 2．Zheji~ng Commu~ atiom InvestmentGroup，Hangzhou310014，China) Abstract：Thefailurerrg~desofconcreteCoverswe analyzedbyuseofthemicro—planetheory．Thebasicformulaeof themicro- planetheory weresummarized．Bycombiningthemicro-plan etheorywiththefiniteelementmethod，thewholecrackingprocessof theconcrete covers under corrosion expansive pressure was discussed． A Comparison between the presentresults an d the experimentaldata from literatures verified the validity ofthe proposed numerical method ． In addition， the influencesofthe diameterand spacing ofreinforcing steelbars and the thickness ofcoverson the failure mod esofthe concrete covers were evaluated． Keywords：concretestructure；mi cro．plan etheo ry；finiteelementmethod；failuremode 混凝土中的钢筋锈蚀是导致结构性能劣化 的主 要原因 ，海洋环境中的氯离子不断侵入到混凝土中， 导致钢筋锈蚀和膨胀 ，对周 围的混凝土产生了膨胀 压力 ，引起混凝土表面开裂甚至剥落 ，对结构承载能 力和服役寿命均产生较大的影响l1-2j。因此 ，钢筋锈 蚀所引起的结构耐久性问题越来越受到国内外学术 界的关注和重视。各 国研究人员在钢筋锈蚀机理 、 钢筋锈蚀和膨胀 、混凝土结构剩余 寿命预测方 面等 均做过大量的研究 。Bazant[3-43根据钢筋锈蚀 的物理 化学模型，提出了混凝土保护层 开裂计算 的简化公 式 ，但是 其方法 的有效性 没有被 实验 所证 实。lJiu 等_5J进一步发展 了 Bazant的工作 ，而且考虑了锈蚀 产物向钢筋周围混凝土空 隙的扩散 ，并对锈胀过程 进行了简单的力学分析 ，但其模 型忽略 了混凝土开 裂后 的剩余 刚度 ，而且 低估 了锈 蚀产 物。金伟 良 等l-6j应用弹性力学理论进行分析 ，提 出了钢筋均匀 锈蚀导致外围混凝土保护层胀裂时刻和胀裂以前的 锈胀力公式 。郑建军等 j假设钢筋周围铁锈厚度相 等 ，并考虑混凝土的软化特性 ，提出了混凝土保护层 开裂损伤模型 ，给出了混凝土的初裂时间 、完全开裂 时间和锈胀力的解析表达式。 考虑到 目前对混凝土在锈胀力作用下破坏模式 的研究还不多见 ，笔者在前人工作的基础上 ，将微平 面模型与有限单元法相结合 ，详细讨论了钢筋直径 、 钢筋之间的间距和保护层厚度对保护层破坏模式 的 影 响 。

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