众所周知,服役钢筋混凝土结构在全寿命周期内的性能退化分析已得到国内外学者们的普遍关注。其中,钢筋锈蚀问题一直以来是影响结构全寿命周期性能退化的主要矛盾。为了有效缓解这一矛盾,提高结构的全寿命周期性能,用高性能纤维增强塑料筋(Fiber Reinforced Polymer Bars,简称FRP筋)来代替普通钢筋是一个行之有效的方法。因此,研究FRP筋材的耐久性及其与混凝土间的粘结性能是推广FRP筋在混凝土结构中应用的必然要求。本文在国家自然科学基金“基于耐久性的FRP筋与普通钢筋混合配筋混凝土构件设计及性能研究(51578267)”的资助下,采用试验研究、理论分析等方法,开展了侵蚀环境下GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋的力学性能退化及GFRP筋与混凝土间粘结性能退化等研究,主要工作有:1、GFRP筋材以及GFRP筋与混凝土粘结试件的侵蚀试验研究。共制备了三批侵蚀试验试件:(1)拉伸试件,对三种不同直径(8、12和16mm)的GFRP筋材进行了180d侵蚀溶液的浸泡试验;(2)弯曲、剪切试件,对三种不同直径的GFRP筋材进行了12、36和72d侵蚀溶液的浸泡试验;(3)粘结性能试件,对GFRP筋-混凝土粘结试件进行了150、210和270d侵蚀溶液的浸泡试验。试验分别采用了清水、碱溶液和盐溶液等三种侵蚀环境,对比分析了不同侵蚀环境、浸泡时间对试件表观劣化的影响。试验结果表明:碱环境对筋材造成的损伤较大,其表面有纤维起皮、脱落等现象;随浸泡时间的增加,筋材原本光滑的表面变得粗糙和凹凸不平;经盐环境侵蚀后,GFRP筋-混凝土粘结构件表面发白,并有一层盐附着在混凝土表面。2、侵蚀作用后GFRP筋拉伸力学性能退化试验研究。通过对34根受侵蚀作用后的GFRP筋材进行拉伸试验,研究了筋材的破坏模式,分析了直径、侵蚀环境对筋材抗拉强度以及弹性模量的影响规律。拉伸试验结果表明:筋材直径越大,其破坏越分散;侵蚀环境对筋材的弹性模量影响不大,但对其抗拉强度的影响显著,基本表现为在碱环境条件下性能降低最多,其次是盐环境,最少的是清水环境;抗拉强度具有一定的尺寸效应,并且还和其长径比有很大关系。3、侵蚀作用后GFRP筋弯曲、剪切力学性能退化试验研究。分别对受侵蚀作用后的22根弯曲试样和44根剪切试样进行了弯曲、剪切试验,主要对比分析了浸泡时间、侵蚀环境和直径对GFRP筋的弯曲、剪切性能的影响等。试验结果表明:侵蚀环境以及浸泡时间对弯曲弹性模量和最大应变的影响不大;直径越大的剪切试样,其端部破坏的断层越多,而且整体破坏更为严重;侵蚀环境对试样的弯曲、剪切强度均有不同程度的退化作用;试样的剪切强度随浸泡时间的增加而降低,并且在前36d其剪切强度下降较快,36d后下降速度减缓。4、GFRP筋与混凝土粘结性能退化试验研究与理论分析。通过对36个受侵蚀作用后的粘结试件进行拉拔试验,对比分析了侵蚀环境、浸泡时间以及尺寸对试件粘结强度和粘结-滑移关系的影响。试验结果表明:侵蚀环境对其粘结强度有较明显的影响,其中盐环境对其影响最为敏感,其次为清水环境,影响较小的是碱环境;粘结性能随时间的增加而降低,基本呈现先陡后缓趋势;粘结-滑移曲线主要分为微滑移阶段、线性上升阶段、双曲线下降阶段和周期性波动残余应力阶段等;基于弹性力学厚壁圆筒模型,建立了GFRP筋与混凝土的粘结强度理论模型,结合国内外学者开展的相关试验结果,通过试验值和理论值对比分析,得到均值为1.02,变异系数?为0.09,表明试验值与理论值吻合良好,从而验证了本文推导出的粘结强度理论模型的准确性。