普通混凝土由水泥、骨料和水三者所制成。它們混合后，其中水與水泥化合，形成“水泥石”。水泥石的組成，包括結(jié)晶體和凝膠體兩部分。凝膠體受力后具有粘滯流動(dòng)的性質(zhì)，是混凝土蠕變的主要原因。混凝土蠕變,除了隨單位體積內(nèi)水泥用量的增加而增大外,還與原料性質(zhì)、養(yǎng)護(hù)條件和工作狀態(tài)等有顯著關(guān)系。因此，對(duì)于重要的水利工程，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行混凝土蠕變?cè)囼?yàn)，了解材料蠕變的特點(diǎn)。

混凝土與其他材料的最大區(qū)別，在于它的力學(xué)性質(zhì)（包括蠕變性質(zhì)在內(nèi)）與材料的齡期有關(guān)。當(dāng)混凝土的齡期較小時(shí)，材料受力后，蠕變發(fā)展得很快，只有當(dāng)它的齡期相當(dāng)大時(shí)（例如一年以上），才可以近似地認(rèn)為蠕變與齡期無(wú)關(guān)。因此,在建立混凝土的蠕變理論時(shí),應(yīng)該考慮材料齡期的影響。

在水利工程中，一般采用線性蠕變理論來(lái)估計(jì)混凝土蠕變對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形的影響。通常將單位應(yīng)力作用下的總應(yīng)變?chǔ)?t,τ)表示成：

式中E(τ)為與加載齡期τ對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)彈性模量；C (t,τ)為蠕變度，即齡期τ作用單位應(yīng)力引起的時(shí)刻t的蠕變。

在中國(guó)水工混凝土結(jié)構(gòu)的蠕變分析中，對(duì)瞬時(shí)彈性模量和蠕變度常采取下述簡(jiǎn)單的表達(dá)式：

式中參數(shù)E0、β、α與C0、A、r等均由試驗(yàn)決定。

為了將常應(yīng)力下混凝土的蠕變規(guī)律推廣到變應(yīng)力情況，主要有兩種方法──疊加法和徐變速率法。由疊加法導(dǎo)出的蠕變規(guī)律是水工中常用的混凝土彈性蠕變理論的基礎(chǔ)。以徐變速率法導(dǎo)出的蠕變規(guī)律為基礎(chǔ)的混凝土蠕變計(jì)算方法稱(chēng)為老化理論。

在大體積水工混凝土結(jié)構(gòu)中，考慮蠕變將使因溫度變化和材料干縮等因素引起的應(yīng)力比按彈性狀態(tài)計(jì)算得到的應(yīng)力顯著減小；在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土蠕變將引起構(gòu)件應(yīng)力的重分布,混凝土中應(yīng)力減小,鋼筋中應(yīng)力增大；而在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土蠕變將引起預(yù)應(yīng)力的衰減，發(fā)生預(yù)應(yīng)力松弛現(xiàn)象。

巖石在地質(zhì)條件下的蠕變可以產(chǎn)生相當(dāng)大的變形而所需要的應(yīng)力卻不一定很大。蠕變隨時(shí)間的延續(xù)大致分3個(gè)階段：①初始蠕變或過(guò)渡蠕變，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而增加，但增加的速度逐漸減慢；②穩(wěn)態(tài)蠕變或定常蠕變，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而勻速增加，這個(gè)階段較長(zhǎng)；③加速蠕變，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而加速增加,直達(dá)破裂點(diǎn)。應(yīng)力越大，蠕變的總時(shí)間越短；應(yīng)力越小，蠕變的總時(shí)間越長(zhǎng)。但是每種材料都有一個(gè)最小應(yīng)力值，應(yīng)力低于該值時(shí)不論經(jīng)歷多長(zhǎng)時(shí)間也不破裂，或者說(shuō)蠕變時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)，這個(gè)應(yīng)力值稱(chēng)為該材料的長(zhǎng)期強(qiáng)度。巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度約為其極限強(qiáng)度的2/3。

蠕變機(jī)制有擴(kuò)散和滑移兩種。在外力作用下，質(zhì)點(diǎn)穿過(guò)晶體內(nèi)部空穴擴(kuò)散而產(chǎn)生的蠕變稱(chēng)為納巴羅－赫林蠕變；質(zhì)點(diǎn)沿晶體邊界擴(kuò)散而產(chǎn)生的蠕變稱(chēng)為柯勃爾蠕變。由晶內(nèi)滑移或者由位錯(cuò)促進(jìn)滑移引起的蠕變稱(chēng)為滑移蠕變，也稱(chēng)魏特曼蠕變。蠕變作用解釋了巖石大變形在低應(yīng)力下可以實(shí)現(xiàn)的原因。

蠕變?cè)诘蜏叵乱矔?huì)發(fā)生，但只有達(dá)到一定的溫度才能變得顯著,稱(chēng)該溫度為蠕變溫度。對(duì)各種金屬材料的蠕變溫度約為0.3Tm，Tm為熔化溫度，以熱力學(xué)溫度表示。通常碳素鋼超過(guò)300-350℃，合金鋼在400-450℃以上時(shí)才有蠕變行為，對(duì)于一些低熔點(diǎn)金屬如鉛、錫等，在室溫下就會(huì)發(fā)生蠕變。

根據(jù)蠕變實(shí)驗(yàn)可以得到不同溫度和應(yīng)力水平下的蠕變曲線，使用方程來(lái)描述這些曲線并不困難。但是蠕變物理機(jī)制復(fù)雜，導(dǎo)致蠕變變形的原因較多。蠕變應(yīng)變量、蠕變應(yīng)變速率、蠕變應(yīng)力、變形時(shí)間以及環(huán)境溫度之間關(guān)系復(fù)雜，建立一致的關(guān)系式不太容易。針對(duì)蠕變問(wèn)題學(xué)者們大膽假設(shè)，使用較少的物理量來(lái)反應(yīng)蠕變關(guān)系，得出相應(yīng)的蠕變理論。比較經(jīng)典的成果為：陳化理論、時(shí)間硬化理論、應(yīng)變硬化理論、塑形滯后理論等。其中時(shí)間硬化理論主要思路是：材料進(jìn)入硬化導(dǎo)致蠕變變形率下降的因素是時(shí)間，和蠕變應(yīng)變沒(méi)有關(guān)系。應(yīng)變硬化理論指出：受時(shí)間控制的蠕變與塑性變形作用不一致，導(dǎo)致硬化的因素是蠕變階段的應(yīng)變量。