混凝土面板作为面板堆石坝的重要结构,一旦出现破坏,将直接危害大坝安全,而寒冷环境会对混凝土结构物造成严重的破坏。随着冻融循环作用的影响,混凝土内部孔隙、裂缝的增多,氯离子渗入混凝土内部,导致钢筋的锈蚀,钢筋混凝土性能发生严重的下降。因此研究冻融环境对钢筋锈蚀特性的影响,对服役期混凝土结构耐久性评价及结构改进具有重大的理论研究价值与实践意义。本文采用宏观试验与微观检测相结合、室内试验与数值模拟相对比的方式,深入研究了冻融循环作用对钢筋锈蚀特性的影响。主要从不同冻融循环次数、不同锈蚀程度下,钢筋混凝土宏观力学性能变化规律、扫描电镜微观性能演化、钢筋混凝土拉拔试验数值分析等方面开展研究。主要得到以下结论:(1)开展冻融循环试验以及钢筋锈蚀试验,发现对于锈蚀试件,在相同锈蚀条件下,随着冻融次数增长,质量出现大幅降低,锈蚀程度逐渐增加。随着冻融循环次数从0次增长到200次,超声波速降低。冻融早期超声波速变化不大。对于冻融次数较大试件,通电时间越长,波速下降越大。极限拉拔力与冻融次数呈现负相关。锈蚀程度越高,其极限拉拔力越低,并且受冻融循环次数的影响越大。当理论锈蚀率大于8%,钢筋拔出形态由劈裂破坏变为拔出破坏,材料结构失效。(2)对试验试件取样开展微观研究,发现对于未冻融试件,试验结果呈现平整密实的水化产物堆积。冻融破坏路径为从表面向内部发展,冻融200次时,混凝土内部微观结构发生显著变化,材料结构破坏,粘结性能下降。对于未锈蚀试件,在冻融循环作用下,随着冻融循环次数的增加,各选取点孔隙率均增大。(3)在数值模拟中,随着位移增大,钢筋Mises等效应力不断增大。在冻融后,随着位移增大,试件应力下降很快,在脱离前仅为同状态未处理试件的1/6。对比未处理试件和冻融-锈蚀试件:粘结层脱离时间大幅降低,脱离时最大Mises应力为0.145Mpa,仅为未处理试件的10%。(4)混凝土的损伤从钢筋混凝土粘结界面向外扩散。同一节点处,经过冻融锈蚀作用的试件损伤值远大于未处理试件,影响范围变小。