超高性能混凝土作为一种新型的超高性能材料,因其长期处于较高浓度的氯离子侵蚀环境中,遭受荷载和化学腐蚀的耦合作用,最终导致超高性能混凝土力学性能退化、结构承载力和耐久性降低。在混凝土腐蚀过程中,氯离子与混凝土内部成分发生化学反应后生成化合物,引起混凝土材料损伤,进而引起混凝土中应力场的变化,因此混凝土力学作用和化学反应之间存在耦合作用,这种耦合作用将引起混凝土材料的损伤,当损伤达到一定程度时,混凝土局部或者整体发生破坏。由于力学性能退化之后的超高性能混凝土可能达不到预期使用寿命的要求而造成严重的危害,因此研究氯离子侵蚀环境下超高性能混凝土的破坏机理具有重要的理论意义和现实意义。本文基于理论分析、数值计算和有限元仿真模拟的方法研究超高性能混凝土力学和化学耦合行为,揭示氯离子侵蚀环境下超高性能混凝土的损伤破坏机理。本文的主要工作如下:1、基于Fick第二定律,研究了氯离子在超高性能混凝土中的一维扩散。应用有限差分算法求解不同时刻不同位置处的氯离子浓度。采用MATLAB编程求解,模拟了氯离子在超高性能混凝土中的一维扩散过程,通过函数拟合得到氯离子浓度与不同扩散深度的函数关系,研究了不同化学环境下超高性能混凝土内的氯离子扩散特性,并且与氯离子腐蚀试验进行了对比分析。2、基于损伤力学理论和能量等效原理,引入各向同性损伤变量,推导了荷载作用下的单轴弹塑性损伤本构关系,并对其进行了数值积分求解,结合试验数据,由此构建了氯离子侵蚀作用下超高性能混凝土的单轴弹塑性损伤本构模型。3、基于有限元软件ABAQUS及其二次开发,将以上建立的本构关系通过子程序UMAT嵌入ABAQUS,研究了氯离子侵蚀下超高性能混凝土的损伤过程,数值模拟了不同工况下的力学场与化学场耦合特性,得到了不同腐蚀周期时的超高性能混凝土的应力应变曲线关系和力学性能变化情况,分析了氯离子侵蚀下超高性能混凝土的损伤破坏机理。