腐蚀-荷载耦合作用下不锈钢结构性能研究进展

摘要

不锈钢结构凭借其出色的防腐性能及良好的力学特性在工程领域受到越来越广泛的关注，然而不锈钢在极端环境中其性能依然存在劣化现象，深入探究不锈钢结构在腐蚀-荷载耦合作用下的性能演化是推动其工程应用的重要前提。从材料-结构层面梳理了国内外关于不锈钢在腐蚀环境中的力学性能研究成果，揭示了包括点蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀在内的不锈钢腐蚀特点，总结分析了腐蚀环境钢结构力学性能劣化规律，概括论述了腐蚀环境钢结构寿命评估方法，最后提出了当前研究体系存在的问题。通过对研究进展的梳理，可以看出国内外学者在相关领域已取得丰富的研究成果，但仍存在不足。国内外已有研究主要集中在对不锈钢材料腐蚀行为的分析上，并未提出能够反映腐蚀状态下不锈钢应力-应变关系曲线的本构模型，难以有效解释由材料到结构层面的腐蚀传递机制。已有研究均以碳钢材料为对象开展腐蚀-荷载作用下的失效行为分析，针对不锈钢结构力学性能劣化缺乏研究积累，此外针对荷载作用下结构性能的损伤研究不够深入，无法有效揭示不锈钢结构承载力的退化规律。本构模型和结构性能研究的不足使得基于时变可靠度方法定量分析结构抗力退化缺少充足的输入变量样本数据，进而导致对腐蚀环境中不锈钢结构服役寿命的评估体系不完整，耐久性设计缺乏技术支撑。

关键词

桥梁不锈钢 / 腐蚀-荷载耦合 / 结构性能 / 性能劣化 / 寿命评估 / 综述