氯盐环境下钢筋混凝土的耐久性是海洋结构工程中面临的突出问题。研究混凝土中氯离子输运对海工结构的寿命预测具有重要的意义。服役过程中,混凝土结构不可避免地承受各种荷载和环境因素的作用。荷载往往会导致混凝土内出现损伤和裂纹,从而显著增加氯离子的输运通道,加速氯离子的侵蚀过程。干湿循环和冻融循环等环境因素也会加剧氯离子的侵蚀,其影响不可忽视。本文采用近场动力学理论,对荷载和典型环境因素作用下氯离子输运过程开展了研究,主要创新性工作与成果如下:(1)提出了宏细观尺度下饱和混凝土中氯离子输运过程的近场动力学模型建立了氯离子输运过程的近场动力学宏观模型,通过算例验证了模型的正确性,同时讨论了模型参数对计算精度和效率的影响。进一步考虑混凝土细观各相扩散特性的差异,将氯离子输运近场动力学模型推广至细观尺度,探讨了骨料分布、骨料体积比、骨料级配、ITZ厚度及ITZ扩散系数等细观参数对氯离子输运过程的影响。(2)建立了非饱和混凝土中水分输运与氯离子侵蚀过程的宏细观近场动力学模型建立了宏观尺度下非饱和混凝土中水分输运过程的近场动力学模型;考虑到水分输运对氯离子侵蚀过程的显著影响,将水分输运模型并入到氯离子扩散模型中,获得了非饱和混凝土中氯离子输运过程的近场动力学模型;通过与解析解、试验结果的对比,验证了模型的正确性。为了考虑混凝土细观结构特性非均质的影响,进一步建立了非饱和混凝土中氯离子侵蚀过程的细观近场动力学模型,并验证了模型的有效性。(3)建立了荷载作用下混凝土中裂纹扩展的近场动力学模型建立了细观尺度下混凝土中裂纹扩展的近场动力学模型,通过求解平衡方程来进行准静态模拟;验证了单轴拉伸、单轴压缩、I型裂纹扩展和三点弯曲等典型荷载下模型的精度和计算效率,模拟结果与试验结果吻合良好,能够观测到微裂纹及界面裂纹的萌生、裂纹融合、裂纹分叉和裂纹桥接等裂纹萌生和扩展的基本特征。(4)开展了荷载对饱和混凝土中氯离子输运过程影响的研究考虑裂纹宽度对氯离子输运的影响,建立和验证了含裂纹混凝土中氯离子输运的近场动力学模型,讨论了人造裂纹的宽度和深度等因素对氯离子输运的影响。在此基础上,提出并建立了裂纹扩展和氯离子输运的耦合模型,探讨了荷载作用导致的真实弯曲裂纹对氯离子输运的影响。依据建立的耦合模型,获得了压缩荷载、拉伸荷载和弯曲荷载对氯离子输运过程的影响规律。研究结果表明,在高应力水平下,模拟结果与试验结果趋势基本一致,且随着应力水平的增大,氯离子侵蚀速度增大。(5)研究了典型环境因素对氯离子输运过程的影响通过考虑环境因素对氯离子扩散系数、水分扩散系数和输运边界条件的影响,研究了温度、冻融循环、氯离子作用方向、距海岸线距离和干湿循环等环境因素对氯离子输运过程的影响,重点研究了冻融循环和干湿循环的影响。研究结果表明,冻融循环和干湿循环会加剧氯离子的侵蚀。(6)研究了荷载和干湿循环共同作用对氯离子输运过程的影响建立了含裂纹混凝土中水分输运的近场动力学模型,探究了在浸没和干湿循环情况下裂纹对水分输运的影响。结合裂纹扩展的近场动力学模型,建立了裂纹扩展和水分输运的耦合模型,研究了压缩和拉伸荷载对水分输运的影响。建立和验证了干湿循环作用下裂纹扩展、水分输运和氯离子输运耦合模型,揭示了荷载和干湿循环作用对氯离子输运过程的影响。研究结果表明,随着干湿循环次数和应力水平的增加,氯离子侵蚀深度和浓度增大。