多因素協(xié)同作用下混凝土壩性能退化機(jī)理研究進(jìn)展

徐鎮(zhèn)凱，王 鋒，魏博文，蔣水華

（南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，江西南昌 330031）

多因素協(xié)同作用下混凝土壩性能退化機(jī)理研究進(jìn)展

徐鎮(zhèn)凱，王 鋒，魏博文，蔣水華

（南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，江西南昌 330031）

針對(duì)混凝土壩服役期間長(zhǎng)期受到荷載與環(huán)境多因素的協(xié)同作用，導(dǎo)致其筑壩材料出現(xiàn)不同程度的老化、結(jié)構(gòu)性能退化等問題，對(duì)多因素協(xié)同作用下混凝土壩性能退化問題的研究進(jìn)行歸納總結(jié)。由于環(huán)境與荷載等因素是通過驅(qū)動(dòng)材料性能演化來(lái)影響大壩服役性能的，故主要從荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力角度綜述了混凝土壩系統(tǒng)性能退化機(jī)理，著重闡述了多因素作用下大壩結(jié)構(gòu)與材料退化研究的現(xiàn)狀和不足，并指出混凝土壩結(jié)構(gòu)服役性能機(jī)理研究亟待解決的幾個(gè)科學(xué)問題。

混凝土壩；性能退化；多因素協(xié)同作用；荷載效應(yīng)；結(jié)構(gòu)抗力；研究進(jìn)展

我國(guó)在建混凝土壩數(shù)量和高度均居世界首位，其長(zhǎng)效服役性能關(guān)系到整個(gè)水利水電工程的安危?；炷翂畏燮陂g不僅要承受各種荷載作用，還要承受惡劣環(huán)境的侵蝕和腐蝕，其服役性能受到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、管理等多方面因素的影響，隨著一批混凝土壩服役設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的臨近，部分大壩已出現(xiàn)了不同程度的老化、病害征兆，將會(huì)導(dǎo)致大壩性能衰退，進(jìn)而造成大壩系統(tǒng)失效。大壩性能退化是由材料到結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)過程，其退化過程包括微觀結(jié)構(gòu)的演變，裂縫的發(fā)展乃至整體結(jié)構(gòu)的失效。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)［1］，大約有40%的大壩失事是由壩基失穩(wěn)引起，另有34%是由于滲流控制不當(dāng)引起。受材料、環(huán)境以及荷載等因素的影響，混凝土壩服役性能提前退化乃至失穩(wěn)的事件歷史上屢見不鮮［2-4］，如1928年美國(guó)圣佛蘭西斯重力拱壩因壩體材料老化及水體滲漏造成上部壩肩風(fēng)化礫巖中的靜水壓力升高導(dǎo)致大壩失事破壞［5］，1954年法國(guó)馬爾帕賽拱壩由于壩肩材料性能退化造成壩肩失穩(wěn)破壞，1969年我國(guó)佛子嶺連拱壩由于壩基材料老化與洪水漫頂導(dǎo)致大壩嚴(yán)重受損。外界環(huán)境因素的影響造成大壩鋼筋混凝土材料的侵蝕以及材料老化，導(dǎo)致混凝土壩服役性能退化，加上荷載作用（壩體自重、水荷載等），將進(jìn)一步引起壩體滑動(dòng)、變形以及開裂，加速大壩服役性能的退化。由此可見，在多因素（如環(huán)境和荷載等）協(xié)同驅(qū)動(dòng)下，混凝土壩服役性能將會(huì)提前退化，從而引起大壩破壞和失效，極大地縮短了大壩的服役壽命。

盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者在混凝土壩服役性能退化方面進(jìn)行了大量有益的室內(nèi)外試驗(yàn)、數(shù)值仿真模擬與理論研究［6-10］，建立了相應(yīng)的抗凍融、碳化、鋼筋銹蝕、氯離子侵蝕等多種預(yù)測(cè)模型，但實(shí)際工程中混凝土壩在其服役過程中壩體材料損傷與性能退化往往受多種因素的協(xié)同作用，而不是僅受荷載或環(huán)境等單一因素作用，且隨著庫(kù)區(qū)及近壩區(qū)的大氣、水質(zhì)和土壤的污染越發(fā)嚴(yán)重［11-13］，混凝土壩服役環(huán)境日益惡化。因此，研究多因素協(xié)同驅(qū)動(dòng)下混凝土壩退役性能對(duì)大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理，及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)加固和提升大壩服役性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力作用下混凝土壩性能退化機(jī)理

混凝土壩是由壩體、壩基和庫(kù)水及其相互作用組成的綜合體系。在混凝土壩正常運(yùn)行期間，之所以其性能逐漸退化，無(wú)法繼續(xù)滿足大壩安全性、適用性以及耐久性等功能要求，一個(gè)重要的原因是長(zhǎng)期受到荷載、環(huán)境以及材料等因素的影響。圖1給出了基于時(shí)變規(guī)律的混凝土壩服役性能的退化與提升過程線，圖中曲線I表示設(shè)計(jì)工況下多因素作用下大壩服役期性能退化的變化趨勢(shì)，但在實(shí)際工程中，大壩還可能受到不確定荷載的作用而造成其性能的突然惡化，為延長(zhǎng)大壩健康服役壽命，通常會(huì)進(jìn)行人為補(bǔ)強(qiáng)加固，可在一定程度上提高大壩服役性能，如曲線II所示。盡管造成混凝土壩性能退化的驅(qū)動(dòng)因素是多方面的［14-15］，但總體上可以概括為荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力兩個(gè)因素。為此，首先從荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力角度揭示混凝土壩性能退化機(jī)理。

圖1 混凝土壩性能退化與提升分析示意圖

荷載是造成混凝土壩服役性能退化的重要因素，荷載作用可能造成大壩結(jié)構(gòu)變形、開裂或壩基失穩(wěn)等［16］。荷載一般可分為靜態(tài)荷載（壩體自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力以及泥沙壓力等）和動(dòng)態(tài)荷載（溫度荷載、地震荷載以及水下爆炸沖擊荷載等）。當(dāng)靜態(tài)荷載作用于混凝土壩體系時(shí)，大壩系統(tǒng)長(zhǎng)期受荷載效應(yīng)影響其承載力會(huì)降低，撓度和裂縫開度均會(huì)增大，大壩變形越來(lái)越嚴(yán)重，當(dāng)荷載效應(yīng)達(dá)到一定值時(shí)，混凝土壩系統(tǒng)性能退化，可能會(huì)造成大壩壩基失穩(wěn)破壞［17-18］。此外，混凝土壩在其服役期間還可能受到動(dòng)態(tài)荷載的作用，如當(dāng)混凝土壩受到地震荷載［19］或水下爆炸沖擊荷載［20-21］等動(dòng)態(tài)荷載的作用時(shí)，荷載效應(yīng)會(huì)突然增大，壩基或壩身產(chǎn)生突發(fā)性的貫穿裂縫，造成大壩服役性能退化乃至失穩(wěn)破壞。

在結(jié)構(gòu)抗力方面，一般從大壩構(gòu)件結(jié)構(gòu)方面（如構(gòu)件截面承載力、材料剛度以及截面的抗裂等）研究混凝土壩在材料或環(huán)境等因素作用下的性能退化問題。隨著大壩服役時(shí)間的延長(zhǎng)，壩體混凝土材料在長(zhǎng)時(shí)間外界環(huán)境（氯鹽侵蝕、硫酸鹽侵蝕、碳化作用、溶蝕作用以及凍融作用等）中，其內(nèi)部成分和強(qiáng)度等均會(huì)發(fā)生不同程度的變化，內(nèi)設(shè)鋼筋力學(xué)性能發(fā)生退化［22］。另外，壩基基巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)受長(zhǎng)期水流滲漏溶蝕作用［23-24］的影響，其力學(xué)性能嚴(yán)重衰減，抗壓強(qiáng)度降低，基巖承載力急劇減小。

此外，在各種外界環(huán)境因素作用下，若大壩結(jié)構(gòu)性能已經(jīng)退化，大壩系統(tǒng)同時(shí)受到持續(xù)靜態(tài)荷載和動(dòng)態(tài)荷載的共同作用，將導(dǎo)致荷載效應(yīng)急劇增大，當(dāng)荷載效應(yīng)大于結(jié)構(gòu)抗力時(shí)，會(huì)加速混凝土壩的失穩(wěn)破壞。多因素作用下混凝土壩性能退化過程如圖2（圖中Pf為失效概率，μz為平均值，β為可靠指標(biāo)，σz為標(biāo)準(zhǔn)差）所示，僅在荷載作用下，混凝土壩結(jié)構(gòu)抗力R大于荷載效應(yīng)S，壩體材料性能和構(gòu)件性能滿足各項(xiàng)功能要求，大壩正常服役；由于同時(shí)受到各種環(huán)境因素影響，造成混凝土壩結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)逐漸增大，在荷載與環(huán)境因素長(zhǎng)期耦合作用下，混凝土壩服役性能將發(fā)生退化，壩體材料和結(jié)構(gòu)性能可能無(wú)法滿足各項(xiàng)功能要求，荷載效應(yīng)一旦超過其結(jié)構(gòu)抗力，大壩將會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞。

圖2 多因素作用下混凝土壩性能退化過程

2 單一因素作用下混凝土壩性能退化機(jī)理

目前在單一因素驅(qū)動(dòng)下混凝土壩服役性能的退化機(jī)理研究取得了可喜的進(jìn)展［25-28］。我國(guó)大壩混凝土普遍呈現(xiàn)出一種南銹北凍的現(xiàn)象，影響鋼筋混凝土材料性能退化的因素較復(fù)雜，主要包括荷載、凍融、溶蝕、碳化、鹽類侵蝕等?；炷潦軆鋈谧饔闷茐牡拇硇岳碚撚徐o水壓理論［29］、凍融破壞機(jī)理［30］等。混凝土壩冰凍破壞機(jī)理與其內(nèi)部復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)［31］，大壩凍融破壞機(jī)理通常以水結(jié)冰體積膨脹9%為基本前提［32］展開研究。溶蝕會(huì)導(dǎo)致壩體鈣離子的流失，混凝土水化產(chǎn)物失去膠凝性，微觀孔隙結(jié)構(gòu)增加。黃蓓等［33］研究表明氫氧化鈣是造成混凝土早期溶蝕質(zhì)量損傷的主要原因，混凝土溶蝕后有害孔數(shù)增加會(huì)對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生不利影響。碳化是混凝土壩中混凝土的一種常見化學(xué)性病害，肖佳等［34］研究表明大壩混凝土碳化速度和深度主要受材料因素、環(huán)境因素及施工因素影響。硫酸鹽對(duì)大壩混凝土的侵蝕主要是由于硫酸根離子與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成膨脹性的侵蝕產(chǎn)物（石膏和鈣礬石），導(dǎo)致混凝土脹裂［35］。Zhu等［36］研究表明氯鹽侵蝕容易造成大壩混凝土與鋼筋交界面的pH值迅速降低，交界面處的鈍化膜將逐漸受到破壞。圖3給出了凍融［37］、溶蝕［38］、碳化［39］和鹽類侵蝕［40］4種單一環(huán)境因素作用下壩體混凝土材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，可見在不同單一因素作用下混凝土微觀結(jié)構(gòu)破壞前后形態(tài)有著明顯的差異。

圖3 單一環(huán)境因素作用下壩體混凝土破壞前后內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)

3 多因素作用下混凝土壩性能退化機(jī)理

實(shí)際工程中混凝土壩在其服役過程中，不是僅受到單一因素的作用，而往往是受環(huán)境和荷載等多因素的長(zhǎng)期協(xié)同作用，混凝土壩服役期間壩體材料和結(jié)構(gòu)性能均發(fā)生退化，混凝土材料老化、鋼筋銹蝕，大壩結(jié)構(gòu)性能退化表現(xiàn)為彈性模量和抗壓強(qiáng)度減小、裂縫開度擴(kuò)展等。例如在沿海地區(qū)，大壩除了承受荷載帶來(lái)的破壞，還受到氯離子和二氧化碳的長(zhǎng)期侵蝕；在我國(guó)北部，大壩可能受到荷載、凍融和氯鹽侵蝕3種因素的協(xié)同作用。由于環(huán)境因素的復(fù)雜多變，僅僅模擬研究單一因素下混凝土壩服役性能退化過程難以符合工程實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)從多因素協(xié)同作用方面研究大壩服役性能，如壩體整體穩(wěn)定性、大壩變形、裂縫開度以及耐久性等問題。

多因素協(xié)同作用造成混凝土壩服役性能退化一般認(rèn)為是在某一因素的驅(qū)動(dòng)下，材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)首先出現(xiàn)退化或損傷，進(jìn)一步受到其他因素的作用，材料損傷加速擴(kuò)展，直至大壩結(jié)構(gòu)宏觀失效破壞。在各類環(huán)境因素作用下，壩體混凝土材料和基巖孔結(jié)構(gòu)性能退化，產(chǎn)生微裂縫，壩體內(nèi)部鋼筋銹蝕，形成壩體微觀結(jié)構(gòu)破壞，這種破壞是局部的，再加上荷載因素作用，微裂縫將會(huì)匯集，最后形成宏觀裂縫［41-42］，導(dǎo)致壩體混凝土開裂，大壩服役性能發(fā)生退化，大壩的破壞也由微觀、局部的破壞發(fā)展成宏觀、整體的破壞?；炷翂涡阅芡嘶话闶紫仁菑木植块_始，大壩局部性能退化造成附近局部區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中從而導(dǎo)致大壩局部失效，在多因素的持續(xù)耦合作用下，大壩局部性能的進(jìn)一步退化可能引發(fā)大范圍的損傷與整體失效，導(dǎo)致混凝土壩結(jié)構(gòu)整體服役性能發(fā)生退化。因此，對(duì)于多因素協(xié)同作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理的研究，應(yīng)當(dāng)從微觀和宏觀等多尺度展開，并遵循從局部性能退化向整體性能退化轉(zhuǎn)變的機(jī)制。

3.1 多種環(huán)境因素協(xié)同作用

在我國(guó)北方特別是東北地區(qū)服役的混凝土壩受嚴(yán)寒氣候的影響，大壩凍融破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生［43-45］。充水飽和大壩混凝土在凍融作用下極易發(fā)生開裂剝落等物理性損傷破壞，溢洪道、壩體上游面的水位變化區(qū)等最容易遭受凍融作用。凍融與其他因素的協(xié)同作用會(huì)加速混凝土壩的破壞，大壩系統(tǒng)受凍融作用時(shí)，其內(nèi)部微觀孔隙將連通并形成微裂縫，微裂縫在反復(fù)凍融作用下將擴(kuò)展成宏觀裂縫，裂縫的形成將加速其他因素對(duì)大壩的侵蝕，導(dǎo)致壩體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、彈性模量和抗壓強(qiáng)度等的降低。下面以凍融和氯鹽侵蝕組合、凍融和碳化作用組合為例，簡(jiǎn)要介紹目前在多種環(huán)境因素協(xié)同作用下的混凝土壩性能退化機(jī)理方面的研究工作。

在凍融-氯鹽環(huán)境中，壩體內(nèi)部滲透壓力會(huì)增大，飽水程度提高且在受凍時(shí)產(chǎn)生結(jié)晶壓，造成混凝土受凍破壞加劇，同時(shí)大壩凍融損傷引起壩體內(nèi)部微裂紋和有害孔數(shù)量增多，促使氯離子向混凝土內(nèi)部侵入［46-47］。Collepardi等［48-49］最早提出了基于Fick第二定律的氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算方法，隨后余紅發(fā)等［50］分別推導(dǎo)了考慮多因素作用下的混凝土表面剝落氯離子擴(kuò)散理論模型、混凝土凍融循環(huán)氯離子擴(kuò)散理論模型和混凝土損傷氯離子擴(kuò)散理論模型。余紅發(fā)等［51］進(jìn)一步研究了凍融和腐蝕等多因素作用下的混凝土損傷問題，采用損傷初速度和損傷加速度等退化參數(shù)，建立了不同破壞條件下的混凝土統(tǒng)計(jì)損傷模型。杜鵬等［52］研究了凍融循環(huán)和鹽凍這兩種因素作用下的混凝土殘余應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)規(guī)律，建立了以殘余應(yīng)變表征凍融損傷程度的數(shù)學(xué)模型，并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得出模型參數(shù)和變量，其阻滯模型為

式中：εr（N）為循環(huán)N次后的殘余應(yīng)變；εrm為殘余應(yīng)變最大值；εr0為初始?xì)堄鄳?yīng)變；λ為殘余應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率，即單位時(shí)間內(nèi)εr（N）的增量與εr（N）的比例系數(shù)；N為循環(huán)次數(shù)。

趙高升等［53］研究表明在凍融和碳化交替作用早期，碳化有利于提高混凝土的抗凍耐久性，但后期碳化作用將加速混凝土的凍融破壞。朱方之等［54］通過凍融循環(huán)試驗(yàn)和加速碳化試驗(yàn)研究了凍融與碳化因素協(xié)同作用下混凝土性能退化過程，表明當(dāng)碳酸鈣含量達(dá)到一定程度時(shí)，混凝土膠凝性將逐漸減弱［55-56］，并加速混凝土構(gòu)件的老化［57］。于琦等［58］基于Papadakis碳化模型數(shù)值模擬了凍融環(huán)境下混凝土的碳化過程，并建立了凍融環(huán)境下混凝土碳化深度預(yù)測(cè)模型，其表達(dá)式為

式中：xf為凍融作用下混凝土的碳化深度；kW/C為水灰比；kC為水泥用量；kRH為環(huán)境相對(duì)濕度；kCO2為二氧化碳濃度影響系數(shù)；x為混凝土碳化深度。

凍融作用產(chǎn)生的過大拉壓應(yīng)力會(huì)造成混凝土內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)將造成混凝土開裂或剝落，從而加快二氧化碳進(jìn)入混凝土內(nèi)部的速率。凍融循環(huán)次數(shù)越多，碳酸鈣的含量就越高，混凝土的碳化深度也就越大。

3.2 環(huán)境與荷載因素耦合作用

荷載作用下混凝土壩性能的退化在微觀方面主要表現(xiàn)為孔隙結(jié)構(gòu)變化，內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫；在宏觀方面主要表現(xiàn)為大壩系統(tǒng)材料老化，產(chǎn)生宏觀裂縫等。這些微裂縫、宏觀裂縫等進(jìn)一步為其他環(huán)境因素對(duì)大壩的侵蝕提供了通道［59］，加劇了大壩系統(tǒng)材料的老化，造成各種力學(xué)性能衰減，大壩承載力降低，服役性能退化。下面以荷載-氯鹽侵蝕組合、凍融循環(huán)-氯鹽侵蝕-荷載組合、荷載-硫酸鹽侵蝕組合以及荷載-干濕交替-硫酸鹽侵蝕組合為例，簡(jiǎn)要介紹目前在荷載與環(huán)境因素耦合作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理方面的研究工作。

Francois等［60］采用噴灑鹽霧的方法，研究了鋼筋混凝土梁荷載與氯離子擴(kuò)散性之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)氯離子滲透與荷載引起的微裂縫有關(guān)。施錦杰等［61］研究了氯鹽侵蝕與外荷載耦合作用下的鋼筋銹蝕機(jī)理，并預(yù)測(cè)了混凝土保護(hù)層開裂時(shí)間。金偉良等［62］研究表明氯鹽侵蝕和持續(xù)荷載耦合作用下保護(hù)層厚度范圍內(nèi)的氯離子質(zhì)量會(huì)隨著持續(xù)荷載水平的提高而增大，鋼筋截面發(fā)生不均勻銹蝕。蔣金洋等［63］研究了彎曲荷載作用下結(jié)構(gòu)混凝土抗氯離子擴(kuò)散性能，并指出隨著疲勞損傷所產(chǎn)生的殘余應(yīng)變的增大，氯離子在混凝土中的擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大。王陣地等［64］研究了鋼筋混凝土在凍融循環(huán)、氯鹽侵蝕與彎曲荷載三因素作用下的質(zhì)量損失、動(dòng)彈性模量和混凝土應(yīng)變等參數(shù)的變化過程，為預(yù)測(cè)多因素影響下混凝土壩服役壽命積累了數(shù)據(jù)。凍融循環(huán)-氯鹽侵蝕-荷載作用下，鹽凍循環(huán)是造成混凝土表面剝蝕破壞的主要因素，然而高應(yīng)力比時(shí)混凝土破壞主要受外部彎曲荷載影響。在凍融環(huán)境中，大壩內(nèi)部會(huì)形成微裂縫［65］，荷載作用將加劇微裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，為氯離子向混凝土內(nèi)部的滲透提供了便利通道，從而加速了混凝土材料的老化以及大壩服役性能的退化。

Schneider等［66-67］研究了普通混凝土、高性能混凝土在彎曲荷載與硫酸鹽侵蝕耦合作用下的耐久性。?ivica等［68］研究了壓應(yīng)力作用下水泥基復(fù)合材料的抗硫酸鹽腐蝕性，表明混凝土的抗腐蝕性受不同級(jí)別拉壓應(yīng)力的影響。陳拴發(fā)等［69］研究表明疲勞荷載與硫酸鹽腐蝕耦合作用會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生大量的微裂縫，并對(duì)疲勞荷載作用下混凝土材料有效擴(kuò)散系數(shù)采用基體擴(kuò)散系數(shù)與裂縫擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行了有效表征，計(jì)算表達(dá)式為

式中：Dt為混凝土材料有效擴(kuò)散系數(shù)；Dm為混凝土材料基體擴(kuò)散系數(shù)；Dc為裂縫擴(kuò)散系數(shù)；ξ1為裂縫因子。

余振新等［70］研究了彎曲荷載-干濕交替-硫酸鹽侵蝕三因素協(xié)同作用下的混凝土損傷退化過程，表明彎曲荷載和干濕循環(huán)均會(huì)加劇混凝土在硫酸鹽溶液中的損傷程度，相比之下，干濕循環(huán)的加速損傷作用更加明顯。Bassuoni等［71］研究了干濕循環(huán)與彎曲荷載協(xié)同作用下硫酸鹽腐蝕對(duì)自密實(shí)混凝土力學(xué)性能的影響，并評(píng)價(jià)了損傷后的混凝土可靠度與抗壓強(qiáng)度。Gao等［72］研究了恒定荷載與干濕循環(huán)協(xié)同作用下混凝土受硫酸鈉溶液侵蝕的機(jī)理，并探討了硫酸根離子在混凝土中的傳輸規(guī)律。

4 混凝土壩性能退化機(jī)理研究的不足

服役期間混凝土壩性能退化問題逐漸得到了工程界和科學(xué)界的廣泛重視，許多學(xué)者對(duì)此開展了相應(yīng)的研究工作，并取得了一定的研究成果［73-75］，但是多因素協(xié)同作用下的混凝土壩性能退化機(jī)理研究尚處于初步階段，研究?jī)?nèi)容的系統(tǒng)性和試驗(yàn)方法的規(guī)范性均有待完善，主要存在以下不足：

a.由于各地區(qū)環(huán)境條件的復(fù)雜多變，對(duì)大壩服役性能退化機(jī)理的研究還不能完全符合工程實(shí)際，同時(shí)對(duì)多因素作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理的研究受到當(dāng)前試驗(yàn)條件、建模條件和研究理論的限制。因此，如何科學(xué)而又準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)多因素作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理依然存在一定的難度。

b.鑒于混凝土材料退化因素的復(fù)雜性和技術(shù)限制，現(xiàn)階段還無(wú)法采用試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法根據(jù)混凝土微觀結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土材料進(jìn)行力學(xué)性能分析。另外，材料和結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展的不同步造成了材料和結(jié)構(gòu)研究的脫節(jié)，給研究多因素作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理帶來(lái)一定的困難。

c.現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與耐久性研究未充分考慮多種復(fù)雜環(huán)境因素的影響，對(duì)混凝土壩性能退化機(jī)理的研究也未充分考慮環(huán)境因素作用，導(dǎo)致所建立的數(shù)學(xué)、力學(xué)模型不夠完善。荷載與環(huán)境等多因素作用下混凝土壩性能退化機(jī)理較為復(fù)雜，多因素作用下混凝土壩材料性能時(shí)空劣化規(guī)律研究還存在諸多不足。

d.混凝土壩在荷載和環(huán)境因素耦合作用下其服役性能退化速度加快，但是目前對(duì)混凝土壩的安全監(jiān)測(cè)力度不夠，在這方面僅僅開展了初步研究工作［76-77］。此外，為了給大壩服役性能提升、大壩安全管理和運(yùn)行提供依據(jù)，亟須制定合理的安全監(jiān)測(cè)指標(biāo)，實(shí)時(shí)且及時(shí)地了解混凝土壩系統(tǒng)服役性能，而目前對(duì)變形、滲流、應(yīng)力和應(yīng)變以及裂縫開度等安全監(jiān)測(cè)指標(biāo)的研究還相對(duì)較少。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

a.多因素作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理極為復(fù)雜，應(yīng)綜合考慮荷載或環(huán)境因素影響，從荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力角度分析大壩服役性能退化機(jī)理，從而為預(yù)測(cè)混凝土壩服役壽命提供參考。

b.多種環(huán)境因素協(xié)同作用以及環(huán)境與荷載等因素的耦合作用將加速大壩服役性能退化進(jìn)程。混凝土壩在荷載作用下形成的微裂縫為環(huán)境因素對(duì)大壩體系統(tǒng)的侵蝕提供了通道，各種環(huán)境因素對(duì)大壩結(jié)構(gòu)的侵蝕又加劇了裂縫的擴(kuò)展。

c.從微觀到宏觀、局部到整體闡述了目前在多因素作用下混凝土壩服役性能退化機(jī)理方面的研究進(jìn)展，并在微觀層面揭示了混凝土壩破壞機(jī)理與宏觀性能退化之間的定量關(guān)系。

d.目前亟須在荷載和環(huán)境侵蝕等多因素耦合作用下混凝土壩的損傷演化特征方面進(jìn)行研究，分析大壩結(jié)構(gòu)的失效路徑、破壞前兆及損傷對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，建立多因素耦合作用下大壩結(jié)構(gòu)力學(xué)性能演化與諸多影響因素間的關(guān)聯(lián)模型，為混凝土壩服役性能退化機(jī)理研究奠定理論基礎(chǔ)。

［1］馬永鋒，生曉高.大壩失事原因分析及對(duì)策探討［J］.人民長(zhǎng)江，2001，32（10）：53-66.（MA Yongfeng，SHENG Xiaogao.Analysis on the cause of dam failure and countermeasures［J］.Chinese Journal of Yangtze River，2001，32（10）：53-66.（in Chinese））

［2］GUPTA H K.A review of recent studies of triggered earthquakes by artificial water reservoirs with special emphasis on earthquakes in Koyna，India［J］.Earth-Science Reviews，2002，58（3）：279-310.

［3］CALAYIR Y，KARATON M.Seismic fracture analysis of concrete gravity dams including dam-reservoir interaction［J］.Computers&Structures，2005，83（19）：1595-1606.

［4］DUFFAUT P.The traps behind the failure of Malpasset Arch Dam，F(xiàn)rance，in 1959［J］.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering，2013，5（5）：335-341.

［5］MULDER T，ZARAGOSI S，JOUANNEAU J M，et al. Deposits related to the failure of the Malpasset Dam in 1959：an analogue for hyperpycnal deposits fromj?kulhlaups［J］.Marine Geology，2009，260（1）：81-89.

［6］曹明莉，丁言兵，鄭進(jìn)炫，等.混凝土碳化機(jī)理及預(yù)測(cè)模型研究進(jìn)展［J］.混凝土，2012（9）：35-46.（CAO Mingli，DING Yanbing，ZHENG Jinxuan，et al.Research progress of concrete carbonization mechanism and prediction model［J］.Chinese Journal of Concrete，2012（9）：35-46.（in Chinese））

［7］宋玉普，冀曉東.混凝土凍融損傷可靠度分析及剩余壽命預(yù)測(cè)［J］.水利學(xué)報(bào)，2006，37（3）：259-263.（SONG Yupu，JIXiaodong.Concrete freeze-thaw damage reliability analysis and remaining life prediction［J］.Chinese Journal of Hydraulic Engineering，2006，37（3）：259-263.（in Chinese））

［8］韓宇棟，張君，高原.混凝土抗硫酸鹽侵蝕研究評(píng)述［J］.混凝土，2011（1）：52-61.（HAN Yudong，ZHANG Jun，GAO Yuan.Recital of concrete resistance to sulfate erosion research［J］.Chinese Journal of Concrete，2011（1）：52-61.（in Chinese））

［9］劉冬梅，方坤河，阮燕.水工混凝土抗軟水接觸性溶蝕試驗(yàn)研究［J］.混凝土，2006（8）：5-7.（LIU Dongmei，F(xiàn)ANG Kunhe，RUAN Yan.The experimental study of soft water contact dissolution hydraulic concrete［J］.Chinese Journal of Concrete，2006（8）：5-7.（in Chinese））

［10］韓建國(guó)，閻培渝，郝衛(wèi)增.混凝土荷載-撓度曲線擬合方法［J］.混凝土，2012（3）：1-3.（HAN Jianguo，YAN Peiyu，HAO Weizeng.Load and deflection curve fitting method of concrete［J］.Chinese Journal of Concrete，2012（3）：1-3.（in Chinese））

［11］苗得雨，周孝德，程文，等.中國(guó)環(huán)境污染現(xiàn)狀分析及防治管理措施［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2006，12（11）：751-753.（MIAO Deyu，ZHOU Xiaode，CHENG Wen，et al. The present situation analysis of environmental pollution and its controlmanagement in China［J］.Chinese Journal of Water Conservancy Science and Technology and Economy，2006，12（11）：751-753.（in Chinese））

［12］ISLAM M S，AHMED M K，RAKNUZZAMAN M，et al. Heavy metal pollution in surface water and sediment：a preliminary assessment of an urban river in a developing country［J］.Ecological Indicators，2015，48：282-291.

［13］DONG L，LIANG H.Spatial analysis on China's regional air pollutants and CO2emissions：emission pattern and regional disparity［J］.Atmospheric Environment，2014，92：280-291.

［14］邢林生，聶廣明.我國(guó)水電站混凝土建筑物耐久性分析［J］.水力發(fā)電，2003，29（2）：27-31.（XING Linsheng，NIE Guangming.Analysis on durability of concrete structure of hydropower stations in China［J］.Chinese Journal of Water Power，2003，29（2）：27-31.（in Chinese））

［15］朱伯芳.論混凝土壩的使用壽命及實(shí)現(xiàn)混凝土壩超長(zhǎng)期服役的可能性［J］.水利學(xué)報(bào)，2012，43（1）：1-9.（ZHU Bofang.On the expected life span of concrete dams and the possibility of endlessly long life of solid concrete dams［J］.Chinese Journal of Hydraulic Engineering，2012，43（1）：1-9.（in Chinese））

［17］BRETAS E M，LéGER P，LEMOS J V.3D stability analysis of gravity dams on sloped rock foundations using the limit equilibrium method［J］.Computers and Geotechnics，2012，44：147-156.

［18］WANG S，GU C，BAO T.Safety Monitoring index of high concrete gravity dam based on failure mechanism of instability［J］.Mathematical Problems in Engineering，2013（3）：1-14.

［19］SHIZ，NAKANO M，NAKAMURA Y，et al.Discrete crack analysis of concrete gravity dams based on the known inertia force field of linear response analysis［J］. Engineering Fracture Mechanics，2014，115：122-136.

［20］ZHANG S，WANG G，WANG C，et al.Numerical simulation of failure modes of concrete gravity dams subjected to underwater explosion［J］.Engineering Failure Analysis，2014，36：49-64.

［21］張社榮，王高輝，王超，等.水下爆炸沖擊荷載作用下混凝土重力壩的破壞模式［J］.爆炸與沖擊，2012，32（5）：501-507.（ZHANG Sherong，WANG Gaohui，WANG Chao，et al.Failure mode analysis of concrete gravity dam subjected to underwater explosion［J］.Chinese Journal of Explosion and Shock Wave，2012，32（5）：501-507.（in Chinese））

［22］ZHAO Y，DONG J，WU Y，et al.Steel corrosion and corrosion-induced cracking in recycled aggregate concrete［J］.Corrosion Science，2014，85：241-250.

［23］SUGIYAMA T，RITTHICHAUYW，TSUJIY.Experimental investigation and numerical modeling of chloride penetration and calcium dissolution in saturated concrete［J］.Cementand Concrete Research，2008，38（1）：49-67.

［24］TRAPOTE-BARREIRA A，CAMA J，SOLER J M. Dissolution kinetics of C-S-H gel：flow-through experiments［J］.Physics and Chemistry of the Earth，2014，70/71：17-31.

［25］韓建德，孫偉，潘鋼華.混凝土碳化反應(yīng)理論模型的研究現(xiàn)狀及展望［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2012，40（8）：1143-1153.（HAN Jiande，SUN Wei，PAN Ganghua.Recent development on theoretical model of carbonation reaction of concrete［J］.Journal of the Chinese Ceramic Society，2012，40（8）：1143-1153.（in Chinese））

［26］SANTHANAM M，COHEN M D，OLEK J.Mechanism of sulfate attack：a fresh look：part1 summary of experimental results［J］.Cement and Concrete Research，2002，32（6）：915-921.

［27］SANTHANAM M，COHEN M D，OLEK J.Mechanism ofsulfate attack：a fresh look：part 2 proposed mechanisms［J］.Cement and Concrete Research，2003，33（3）：341-346.

［28］于賀.高寒地區(qū)混凝土大壩凍融破壞機(jī)理研究［D］.大連：大連理工大學(xué)，2012.

［29］POWER T C.A working hypothesis for further studies of frost resistance of concrete［J］.Journal of American Concrete Institute，1945，16（4）：245-272.

［30］SETZER M J.A new approach to describe frost action in hardened cement paste and concrete［C］//Proceedings of the Conference on Hydraulic Cement Paste：Their Structure and Properties.Sheffield：British Cement and Concrete Association，1976：312-325.

［31］WITTMANN F H，ZHANG P，ZHAO T.Influence of combined environmental loads on durability of reinforced concrete structures［J］.Restoration of Buildings and Monuments，2006，12（4）：349-362.

［32］侯云芬，吳越愷.多因素耦合作用下混凝土劣化機(jī)理研究現(xiàn)狀［J］.北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，29（1）：1-6.（HOU YunFen，WU Yuekai.Research status of degradation mechanism of concrete affecting by multifactors［J］.Chinese Journal of Beijing University of Civil Engineering and Architecture，2013，29（1）：1-6.（in Chinese））

［33］黃蓓，錢春香.溶蝕混凝土的表征及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2011，39（1）：87-91.（HUANG Bei，QIAN Chunxiang.Characterization and stress-strain relationship of leached concrete［J］.Journal of the Chinese Ceramic Society，2011，39（1）：87-91.（in Chinese））

［34］肖佳，勾成福.混凝土碳化研究綜述［J］.混凝土，2010（1）：40-52.（XIAO Jia，GOU Chengfu.Overview of the research for concrete carbonation［J］.Chinese Journal of Concrete，2010（1）：40-52.（in Chinese））

［35］左曉寶，孫偉.硫酸鹽侵蝕下的混凝土損傷破壞全過程［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2009，37（7）：1063-1067.（ZUO Xiaobao，SUN Wei.Full process analysis of damage and failure of concrete subjected to external sulfate attack［J］. Journal of the Chinese Ceramic Society，2009，37（7）：1063-1067.（in Chinese））

［36］ZHU Q，JIANG L，CHEN Y，et al.Effect of chloride salt type on chloride binding behavior of concrete［J］. Construction and Building Materials，2012，37：512-517.

［37］汪在芹，李家正，周世華，等.凍融循環(huán)過程中混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的演變［J］.混凝土，2012（1）：13-14.（WANG Zaiqin，LI Jiazheng，ZHOU Shihua，et al.In the process of freezing and thawing cycle inside the concrete microstructure evolution［J］.Chinese Journal of Concrete，2012（1）：13-14.（in Chinese））

［38］劉琦，盧耀如，張鳳娥，等.溫度與動(dòng)水壓力作用下灰?guī)r微觀溶蝕的定性分析［J］.巖土力學(xué)，2010，31（2）：149-154.（LIU Qi，LU Yaoru，ZHANG Feng'e'et al. Qualitative analysis of limestone dissolution under the action of temperature and micro dynamic water pressure［J］.Rock and Soil Mechanics，2010，31（2）：149-154.（in Chinese））

［39］元成方，牛荻濤，陳娜，等.碳化對(duì)混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響［J］.硅酸鹽通報(bào)，2013，32（4）：687-707.（YUAN Chengfang，NIU Ditao，CHEN Na，et al.The micro structure of the carbonation of concrete［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2013，32（4）：687-707.（in Chinese））

［40］陳曉斌，唐孟雄，馬昆林.地下混凝土結(jié)構(gòu)硫酸鹽及氯鹽侵蝕的耐久性實(shí)驗(yàn)［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，43（7）：2803-2812.（CHEN Xiaobin，TANG Mengxiong，MA Kunlin.Underground concrete structure durability experiment under sulphate and chloride salt erosion［J］.Journal of Central South University（Natural Sciences），2012，43（7）：2803-2812.（in Chinese））

［41］包騰飛，周揚(yáng).混凝土壩裂縫失穩(wěn)擴(kuò)展判據(jù)［J］.河海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，36（5）：683-688.（BAO Tengfei，ZHOU Yang.A fracture criterion for cracks in concrete dams［J］.Chinese Journal of Hohai University（Natural Sciences），2008，36（5）：683-688.（in Chinese））

［42］朱伯芳.論混凝土壩的幾個(gè)重要問題［J］.中國(guó)工程科學(xué)，2006，8（7）：21-29.（ZHU Bofang.On some important problems about concrete dams［J］.Chinese Journal of Engineering Science，2006，8（7）：21-29.（in Chinese））

［43］李守巨，劉迎曦，陳昌林，等.混凝土大壩凍融破壞問題的數(shù)值計(jì)算分析［J］.巖土力學(xué)，2004，25（2）：190-194.（LIShouju，LIU Yingxi，CHEN Changlin，et al.Numerical computation and analysis of fracturing problems of concrete dam owing to freezing and thawing［J］.Rock and Soil Mechanics，2004，25（2）：190-194.（in Chinese））

［44］HAMZE Y.Concrete durability in harsh environmental conditions exposed to freeze thaw cycles［J］.Physics Procedia，2014，55：265-270.

［45］VANCURA M，MACDONALD K，KHAZANOVICH L. Microscopic analysis of paste and aggregate distresses in pervious concrete in awet，hard freeze climate［J］.Cement and Concrete Composites，2011，33（10）：1080-1085.

［46］ANGST U，ELSENER B，LARSEN C K，et al.Critical chloride content in reinforced concrete：a review［J］. Cement and Concrete Research，2009，39（12）：1122-1138.

［47］TORRES-LUQUEM，BASTIDAS-ARTEAGA E，SCHOEFS F，et al.Non-destructive methods for measuring chloride ingress into concrete：state-of-the-art and future challenges［J］.Construction and Building Materials，2014，68：68-81.

［48］COLLEPARDIM，MARCIALIS A，TURRIZIANI R.The kinetics of penetration of chloride ions into the concrete［J］.ⅡCemento，1970，67（4）：157-164.

［49］COLLEPARDI M，MARCIALIS A，TURRIZIANI R. Penetration of chloride ions into cement pastes and concrete［J］.Journal the American Ceramic Society，1972，55（10）：534-535.

［50］余紅發(fā)，孫偉，麻海燕，等.混凝土在多因素作用下的氯離子擴(kuò)散方程［J］.建筑材料學(xué)報(bào)，2002，5（3）：240-247.（YU Hongfa，SUN Wei，MA Haiyan，et al.Diffusion equations of chloride ion in concrete under the combined action of durability factors［J］.Chinese Journal of Building Materials，2002，5（3）：240-247.（in Chinese））

［51］余紅發(fā)，孫偉，麻海燕，等.凍融和腐蝕因素作用下混凝土的損傷劣化參數(shù)分析［J］.建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2011，28（4）：1-8.（YU Hongfa，SUNWei，MA Haiyan，et al.Analysis of damage degradation parameters of concrete subjected to freezing-thawing cycles and chemical attack［J］.Chinese Journal of Architecture and Civil Engineering，2011，28（4）：1-8.（in Chinese））

［52］杜鵬，姚燕，王玲，等.凍融循環(huán)與氯鹽侵蝕作用下混凝土的損傷模型［J］.硅酸鹽通報(bào)，2014，33（4）：841-852.（DU Peng，YAO Yan，WANG Lin，et al.Damagemodel of concrete subject to freeze-thaw cycles coupled with chloride attack［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2014，33（4）：841-852.（in Chinese））

［53］趙高升，何真，楊華美.凍融循環(huán)和碳化交替作用下的混凝土耐久性［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2013，46（5）：604-609.（ZHAO Gaosheng，HE Zhen，YANG Huamei.Study of concrete durability under alternative effect of carbonation and freeze-thaw cycles［J］. Engineering Journal of Wuhan University，2013，46（5）：604-609.（in Chinese））

［54］朱方之，趙鐵軍，張衛(wèi)東.凍融和其他因素復(fù)合下混凝土的耐久性研究進(jìn)展［J］.材料導(dǎo)報(bào)，2011，25（10）：143-146.（ZHU Fangzhi，ZHAO Tiejun，ZHANG Weidong.Research progress on the concrete durability under combined action of freeze-thaw and other factors［J］.Chinese Journal of Materials Review，2011，25（10）：143-146.（in Chinese））

［55］SILVA A，NEVESR，de BRITO J.Statisticalmodelling of carbonation in reinforced concrete［J］.Cement and Concrete Composites，2014，50：73-81.

［56］JIY，WUM，DING B，etal.The experimental investigation of width of semi-carbonation zone in carbonated concrete［J］.Construction and Building Materials，2014，65：67-75.

［57］KUOSA H，F(xiàn)ERREIRA R M，HOLT E，et al.Effect of coupled deterioration by freeze-thaw，carbonation and chlorides on concrete service life［J］.Cement and Concrete Composites，2014，47：32-40.

［58］于琦，牛荻濤，屈鋒.凍融環(huán)境下混凝土碳化深度預(yù)測(cè)模型［J］.混凝土，2012（9）：3-8.（YU Qi，NIU Ditao，QU Feng.Model for predicting carbonation depth of concrete in freezing-thawing circumstance［J］.Chinese Journal of Concrete，2012（9）：3-8.（in Chinese））

［59］DJERBIA，BONNET S，KHELIDJ A，et al.Influence of traversing crack on chloride diffusion into concrete［J］. Cement and Concrete Research，2008，38（6）：877-883.

［60］FRANCOISR，MASO JC.Effect of damage in reinforced concrete on carbonation or chloride penetration［J］. Cement and Concrete Research，1988，18（6）：961-970.

［61］施錦杰，孫偉.彎曲荷載與氯鹽耦合作用下混凝土中鋼筋銹蝕程度評(píng)估［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2010，38（7）：1201-1208.（SHIJinjie，SUNWei.Evaluation of steel corrosion in concrete under simultaneous flexural load and chloride attacks［J］.Journal of the Chinese Ceramic Society，2010，38（7）：1201-1208.（in Chinese））

［62］金偉良，王毅.持續(xù)荷載與氯鹽作用下鋼筋混凝土梁力學(xué)性能試驗(yàn)［J］.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2014，48（2）：221-227.（JIN Weiliang，WANG Yi.Experimental study onmechanics behaviors of reinforced concrete beams under simultaneous chloride attacks and sustained load［J］.Journal of Zhejiang University（Engineering Science），2014，48（2）：221-227.（in Chinese））

［63］蔣金洋，孫偉，王晶，等.彎曲疲勞載荷作用下結(jié)構(gòu)混凝土抗氯離子擴(kuò)散性能［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，40（2）：362-366.（JIANG Jinyang，SUN Wei，WANG Jing，et al.Resistance to chloride diffusion of structural concrete under bending fatigue load［J］.Journal of Southeast University（Natural Science Edition），2010，40（2）：362-366.（in Chinese））

［64］王陣地，姚燕，王玲.凍融循環(huán)-氯鹽侵蝕-荷載耦合作用下混凝土中鋼筋的銹蝕行為［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2011，39（6）：1022-1027.（WANG Zhendi，YAO Yan，WANG Lin.Corrosion behavior of steel bar embedded in concrete subject to freeze-thaw cycles-chloride attack-flexural load［J］.Journal of the Chinese Ceramic Society，2011，39（6）：1022-1027.（in Chinese））

［65］王文龍，姜青山.水工混凝土凍融破壞的機(jī)理研究［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2006，25（3）：63-65.（WANG Wenlong，JIANG Qingshan.The mechanism and preventive treatments to avoid frozen dissolved damage in the hydraulic concrete［J］.Chinese Journal of Irrigation and Drainage，2006，25（3）：63-65.（in Chinese））

［66］SCHNEIDER U，CHEN SW.The chemomechanical effect and the mechanochemical effect on high-performance concrete subjected to stress corrosion［J］.Cement and Concrete Research，1998，28（4）：509-522.

［67］SCHNIEDER U，CHEN S W.Behavior of highperformance concrete（HPC）under ammonium nitrate solution and sustained load［J］.ACI Materials Journal，1999，96（1）：47-51.

［68］?IVICA V，SZABO V.The behaviour of cement composite under compression load atsulphate attack［J］.Cementand Concrete Research，1994，24（8）：1475-1484.

［69］陳拴發(fā)，李華平，李祖仲，等.交變荷載對(duì)硫酸鹽侵蝕混凝土擴(kuò)散系數(shù)影響的表征［J］.中外公路，2011，31（5）：201-204.（CHEN Shuanfa，LIHuaping，LI Zuzhong，et al.Characterization of sulfate attack of concrete diffusion coefficient of alternating loads［J］.Journal of Foreign Highway，2011，31（5）：201-204.（in Chinese））

［70］余振新，高建明，宋魯光，等.荷載干濕交替-硫酸鹽耦合作用下混凝土損傷過程［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，42（3）：487-491.（YU Zhenxin，GAO Jianming，SONG Luguang，et al.Damage process of concrete exposed to sulfate attack under drying-wetting cycles and loading［J］.Journal of Southeast University（Natural Science Edition），2012，42（3）：487-491.（in Chinese））

［71］BASSUONI M T，NEHDI M L.Durability of selfconsolidating concrete to sulfate attack under combined cyclic environments and flexural loading［J］.Cement and Concrete Research，2009，39（3）：206-226.

［72］GAO R，LI Q，ZHAO S，YANG X.Deterioration mechanisms of sulfate attack on concrete under alternate action［J］.Journal of Wuhan University of Technology， Materials Science Edition，2010，25（2）：355-359.

［73］WANG Z，ZENG Q，WU Y，et al.Relative humidity and deterioration of concrete under freeze-thaw load［J］. Construction and Building Materials，2014，62：18-27.

［74］WANG Z，ZENG Q，WANG L，et al.Corrosion of rebar in concrete under cyclic freeze-thaw and chloride salt action［J］.Construction and Building Materials，2014，53：40-47.

［75］SUN W，ZHANG Y M，YAN H D，et al.Damage and damage resistance of high strength concrete under the action of load and freeze-thaw cycles［J］.Cement and Concrete Research，1999，29（9）：1519-1523.

［76］de SORTIS A，PAOLIANI P.Statistical analysis and structural identification in concrete dam monitoring［J］. Engineering Structures，2007，29（1）：110-120.

［77］CHENG L，ZHENG D.Two online dam safety monitoring models based on the process of extracting environmental effect［J］.Advances in Engineering Software，2013，57：48-56.

Research progress of performance degradation for in-service concrete dam under multi-factor synergism

XU Zhenkai，WANG Feng，WEIBowen，JIANG Shuihua
（School ofCivil Engineering and Architecture，Nanchang University，Nanchang 330031，China）

Under the effect of load and environmental factors，concrete dam materials appear different degrees of aging and the performance of dam structures degrades during the service period.With regard to this problem，studies on performance degradationmechanism under the coupling effect ofmultiple factors were summarized in this paper.Since the performance of the in-service dam affected by the environment and load factors ismainly driven by the evolution ofmaterial properties，the performance degradation of concrete dam system was studied from the aspect of load and structural resistance，with emphasis on research status and technical challenges of the degradation mechanism of dam structures and materials under multiple factors synergy.Finally，some key scientific problems needed to be urgently solved on the performance of inservice concrete dams are pointed out.

concrete dam；performance degradation；multiple factors synergy；load effect；structural resistance；research progress

TV33

A

1006- 7647（2016）04- 0080- 09

10.3880/j.issn.1006- 7647.2016.04.015

2015 06- 16 編輯：駱超）

國(guó)家自然科學(xué)基金（51409139，51569014）；江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（GJJ14223）

徐鎮(zhèn)凱（1956—），男，教授，主要從事結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)及數(shù)值分析研究。E-mail：xzkncu@126.com

魏博文（1981—），男，副教授，博士，主要從事水工結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控研究。E-mail：bwwei@ncu.edu.cn