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在氯离子侵蚀以及荷载作用下，RC结构内部钢筋不均匀锈蚀现象加剧，其力学性能进一步退化。基于符合锈蚀钢筋形貌特征的截面积概率分布函数，并考虑锈坑处相邻截面的相关性，建立了不均匀锈蚀钢筋的三维有限元模型，通过蒙特卡罗模拟批量开展数值拉伸试验，定量研究不同锈蚀率下钢筋力学性能的退化情况。与已有的试验结论对比显示该方法能较好地估计锈蚀钢筋的力学性能，尤其是钢筋的变形能力。研究了锈蚀钢筋不同本构和标距长度的影响。结果表明，钢筋的强屈比是影响其变形能力的主要因素；不同的标距长度将会显著影响锈蚀钢筋极限应变的计算结果。