在海岸及近海混凝土结构中,混凝土需承受各种荷载和恶劣复杂环境条件的耦合作用。此外,在短时间内,结构承受的荷载有时可达极限荷载的60%,甚至更高。混凝土中水分及侵蚀性介质(如氯盐、硫酸盐等)的传输一直是混凝土耐久性研究中的重要内容。通常,环境和荷载引起的混凝土损伤是影响钢筋混凝土结构耐久性能及力学性能的重要因素。在这一过程中,水分的侵入是造成混凝土结构性能劣化的重要原因,因为水是氯离子、硫酸根离子等侵蚀性介质迁移进入混凝土内部造成钢筋锈蚀和混凝土劣化的的主要传输载体。极端风、浪、洋流以及车辆超载等虽然作用时间短,但往往会对结构产生较大损伤,一方面会影响结构的安全性,另一方面由于超载产生的混凝土裂缝相互贯通形成大量物质迁移通道,将大大加快水分与氯离子等侵蚀性介质的传输速度,降低混凝土的耐久性针对服役阶段的海(水)工混凝土结构,研究短期超载作用下混凝土的物质传输机理,对准确把握混凝土材料的耐久性,合理预测混凝土结构的使用寿命,保证结构的安全性,具有重要的理论价值和工程指导意义。基于此,本文开展了短期高压应力持载下混凝土中物质传输性能的试验和细观数值模拟研究,分析了压应力水平和持载时间对混凝土内水分传输过程的影响规律;建立了短期高压荷载作用后损伤混凝土物质传输分析的细观格构模型,利用该数值模型对混凝土内的水分传输过程和渗透深度进行数值模拟;通过理论分析方法对荷载作用后损伤混凝土内水分及氯离子浓度分布进行预测。主要研究内容与所得结论如下:(1)根据连通器原理设计了混凝土毛细吸水试验装置,采用此吸水装置对短期压荷载作用后的中空圆柱体高强混凝土试件进行了毛细吸水试验(荷载大小分别为混凝土极限承载力的60%、70%、80%)。加载过程中实时测量了混凝土的轴向应变和环向应变,通过体应变的变化规律定义了混凝土内部的损伤变量,通过损伤程度的变化建立了压应力水平与混凝土毛细吸水性能的关系,进而得出压应力水平与加载时间(0.5h,1h)对混凝土毛细吸水性能的影响。根据试验结果可得出:在本次试验的压应力水平范围内混凝土的毛细吸水量-时间曲线均呈现双线性变化规律:当应力水平介于60%-80%范围内时,混凝土的毛细吸水性能随压应力水平的提高逐渐增大,随加载时间的增长而增大;而当应力水平大于70%时,与应力水平相比,加载时间对吸水率的影响更为明显。(2)基于毛细吸水理论,建立了描述承受荷载作用后损伤混凝土内水分传输的理论模型;在细观层次上,假定损伤后的混凝土材料是由砂浆、骨料、界面过渡区(ITZ界面)与微裂缝组成的四相复合材料,采用Voronoi单元划分技术,建立损伤后混凝土的二维格构网络模型,通过该模型对荷载作用后损伤混凝土内水分传输过程进行细观数值模拟,将数值模拟的结果与试验结果进行对比分析,验证了所开展的短期高压应力持载损伤混凝土水分传输细观数值分析的准确性与有效性。通过数值模拟计算得到了混凝土内部的相对含水量分布云图,通过分析水分分布云图可知,当应力水平大于60%时,不仅混凝土的毛细吸水率随应力水平的提高逐渐增大,水分在混凝土内部的渗透深度也随应力水平的提高逐渐加深。(3)基于非饱和流体理论,分别采用指数函数与幂函数形式描述的混凝土水力扩散系数,对短期高压应力持载损伤混凝土内的水分含量分布与渗透深度进行预测分析;根据水分分布的预测结果,对短期高压应力持载损伤混凝土的氯离子浓度分布进行预测,将预测结果与整理的试验结果进行对比,验证所依据数学模型与理论的准确性。结果表明:水分分布的预测结果与试验测定结果相差不大;氯离子浓度分布的试验测定结果在深度较浅的位置处高于预测结果,而在较深处低于预测结果。