海洋环境下的混凝土工程长期受到氯离子侵蚀，是海洋混凝土结构耐久性失效的主要原因。如何对在役海洋混凝土结构的服役寿命进行分析和预测，并建立正确的室内试验、解析计算和数值分析模型，对海洋混凝土结构的耐久性研究具有重要的参考意义。　　 本文基于Fick第二定律推导了混凝土中氯离子扩散的解析计算和有限元分析模型，并考虑氯离子扩散系数的时间依赖性，研究建立了基于时变系数的一维氯离子扩散规律的简化解和精确解，并进一步推导了有限元计算模型。针对传统有限元分析模型中存在的问题，提出了氯离子扩散场计算长度的概念，并建立了计算表达式，拟合出了扩散场计算长度系数。在此基础上，将精细积分技术与氯离子扩散问题相结合，用三种方法（直接积分、有限差分、精细积分）计算了混凝土内部氯离子扩散和分布浓度，计算结果表明这三种有限元算法能准确的模拟氯离子在混凝土结构中的扩散和积聚。文中建立了考虑结合氯离子的一维非线性氯离子扩散有限元数值模型，并利用线性时间小步长的方法进行了验证，计算结果表明结合氯离子显著降低了氯离子在混凝土中的扩散速度和积聚浓度。　　 本文对普通混凝土和粉煤灰掺量分别为30％、50％、70％的高性能混凝土进行氯离子快速扩散试验，分析了扩散6h后的电通量和内部氯离子含量，并将实验值与氯离子扩散有限元模型的计算值进行比较。实验和数值分析表明：掺加粉煤灰的高性能混凝土试件的电通量明显小于普通混凝土试件，当粉煤灰掺量为50％时电通量最小，具有最优的抗氯离子渗透能力，已建立的一维氯离子扩散有限元计算模型的计算值与实验值接近，可以用于混凝土氯离子扩散实际问题的分析和预测。　　 本文研究了氯离子环境下混凝土结构的寿命预测模型，基于有限元理论，考虑不同因素对混凝土中氯离子扩散的影响，对海洋混凝土结构服役寿命进行了预测。分析结果表明，使用常扩散系数进行计算将低估结构的服役寿命，仅考虑时变扩散系数又将高估结构的服役寿命，要准确预测海洋混凝土结构的服役寿命应同时考虑时变和劣化效应对扩散系数的影响。