徐 进 赵宴增 周逸枫

(南京工业大学， 江苏 南京 211816）

0 引言

地下结构物长期处于地下水环境，当其承受拉应力时，钢筋表面混凝土保护层容易开裂[1]，具有一定腐蚀性的地下水和空气能沿着混凝土裂缝侵入内部，导致钢筋发生锈蚀，其锈蚀产物体积膨胀而引起混凝土产生锈胀应力[2]。若锈胀应力超过混凝土材料强度，混凝土裂缝会进一步发展，钢筋与混凝土接触面积减小，钢筋-混凝土界面粘结强度、摩擦力和机械咬合力下降[3]，水、气更容易侵入地下结构物，导致地下结构物的承载力和耐久性同时下降[4-5]。不少学者通过数值软件模拟分析钢筋锈蚀引起的钢筋-混凝土界面粘结强度的变化规律，但此类研究往往通过修改钢筋-混凝土界面的弹簧刚度大小实现两者界面粘结强度的变化，较难反映锈胀引起的混凝土开裂现象。

针对钢筋锈蚀产物引起混凝土开裂的情况，本文将采用ABAQUS 数值软件，借助动力显式算法开展钢筋-混凝土拉拔试块的三维大变形建模，通过引入混凝土损伤模型，模拟混凝土锈胀效应和钢筋拉拔过程中混凝土损伤开裂和实体单元删除，得到了相应的混凝土应力云图和钢筋拉力-位移曲线，分析不同钢筋锈蚀膨胀情况下钢筋-混凝土抗拔性能。

1 钢筋-混凝土数值试验模型

本文开展钢筋-混凝土拉拔试验的C30 混凝土试块为150×150×150mm，选取直径为16mm 的Q235 钢筋，总长度为150mm，其粘结段的长度为80mm。混凝土模型考虑了损伤塑性，其弹性模量为34MPa，泊松比为0.2，密度为2420kg/m3，膨胀角为30°，摩擦系数为0.667；……