碱骨料反应（Alkali-aggregate Reaction，以下简称AAR）是一种混凝土组成成分的物理化学反应，AAR能改变混凝土的内部结构和降低RC结构力学性能。目前关于碱骨料的研究主要集中在材料劣化机理层面，尚未在结构层次考虑钢筋对混凝土碱骨料损伤的影响。因此，本研究针对钢筋和混凝土粘结性能在碱骨料反应下的弱化机理开展了系统研究。
　　本论文考虑了钢筋尺寸、配箍率、AAR反应时间等因素对钢筋混凝土结构粘结性能的影响，进行了192个试件的加速AAR反应试验和拉拔试验，量化了钢筋对混凝土碱骨料膨胀变形的约束作用，明确了粘结强度和AAR产物膨胀率之间的量化关系，阐明了膨胀应力对粘结性能的影响机制，揭示了钢筋和混凝土粘结性能在碱骨料反应下的弱化机理。研究表明，钢筋对AAR产物膨胀具有约束作用，箍筋和纵向钢筋存在最优约束匹配机制，当箍筋和纵向钢筋的约束效果相近时，混凝土的体积膨胀率最小；当混凝土AAR膨胀率较小时，AAR产物膨胀引起的膨胀应力能增加钢筋-混凝土的粘结强度，随着膨胀率的不断增加钢筋-混凝土的粘结强度逐渐减小，箍筋可以延缓并减小AAR过程中的极限承载力的衰减。
　　本论文基于AAR化学机理和孔隙力学理论，开发了混凝土在碱骨料作用下的化学-力学耦合分析方法，该方法通过建立骨架单元和介质单元，实现了混凝土结构的膨胀速率和膨胀应力计算，定量的描述了混凝土在碱骨料反应下的损伤和开裂。基于有效应力原理将骨架单元和介质单元组装形成各向同性的两相复合材料，通过将细观骨架应力和微观孔隙压力进行耦合，实现了对微观尺度下的碱骨料反应机理和细观尺度下的粘结性能弱化的耦合分析。该方法实现了在同一套网格参数下的混凝土多尺度弱化模拟。通过对加速AAR试验和拉拔试验的模拟，验证了该计算方法的准确性，计算模型得到的混凝土膨胀应变特征与试验监测得到的混凝土膨胀及裂缝分布特征基本吻合，能较好的预测不同膨胀率作用下的力学性能变化，本研究丰富和深化了对混凝土碱骨料损伤机理的认识，为碱骨料反应下钢筋混凝土结构性能演化的研究奠定了基础。