近海环境下钢筋非均匀锈蚀引起混凝土保护层开裂的数值模拟

根据近海环境下的钢筋混凝土结构受到碳化和氯盐的双重侵蚀,建立了非均匀锈蚀层分布的数学模型。以此为基础,提出了钢筋锈蚀层分布不均匀系数k,用以评判钢筋锈蚀层分布不均匀程度。针对同一钢筋平均截面锈蚀率、不同k值下的有限元分析结果表明:(1)锈胀裂缝首先出现位置为13.5°、166.5°附近,且与钢筋锈蚀层分布不均匀程度无关;(2)钢筋锈蚀层分布不均匀性增加,钢筋/混凝土界面的环向拉应力增大,引起混凝土保护层提前开裂。因此,在分析钢筋锈蚀引起混凝土保护层开裂,以及评价钢筋混凝土结构耐久性寿命时,钢筋锈蚀层分布不均匀程度应作为一个重要参数进行综合考虑。