相比于干喷工艺,湿式混凝土喷射技术的材料配比控制准确,喷层强度和质量更高,是锚喷巷道支护喷浆工序的主要发展方向。但由于湿喷工艺及井巷作业条件的限制,巷道湿喷混凝土施工过程中造成的回弹,在深部巷道、狭小范围内产生的危害更大。其中,喷射回弹严重影响支护强度,导致混凝土粗骨料比例下降,同时造成界面处骨料分布不均易产生结构缺陷,增加了界面处收缩开裂、脱粘的风险;另外,湿喷回弹造成物料溅射,料流卷吸及风流扰动令飞溅的溅射尘粒弥散到工作面,增加作业面的粉尘浓度,加之喷浆粉尘高二氧化硅含量的特性,对工人身心健康造成了严重的威胁。本论文主要针对地下湿喷混凝土作业喷射回弹这一特殊领域,从混凝土骨料颗粒及颗粒流射流层面,分别进行混凝土骨料颗粒碰壁回弹和粘附理论及实验、颗粒流射流碰壁耦合模拟和新拌混凝土流变性能影响混凝土料群喷射回弹研究,对湿喷混凝土撞壁、粘附、回弹、沉积全过程进行较为全面和系统的研究,研究内容主要包括以下3个方面:1、通过构建喷射骨料颗粒碰壁回弹研究小型试验平台,结合粘弹性力学有关理论,利用高速摄像机分析湿喷混凝土骨料颗粒粘附回弹的运动过程,通过开展单颗粒骨料撞壁实验,基于骨料颗粒速度变化、能量耗散规律分析,建立骨料颗粒回弹计算模型,得到骨料回弹动力学判据。2、通过对湿喷机工作原理、喷嘴结构、射流参数和混凝土流动特性、喷射特性的分析研究,运用有限元及离散元耦合方法,结合其对应的控制方程和高压风输送相关理论知识,获得了气相(连续相)动压和速度变化规律,颗粒(离散相)的运动轨迹和分布状况、不同粒径颗粒速度场分布以及颗粒碰撞力学行为,揭示了影响湿喷混凝土射流稳定性的因素。3、结合不同类型的混凝土外加成分,进行基于不同类型、不同掺量外加成分的湿喷混凝土料群喷射回弹试验,探讨新拌混凝土流变特性影响喷射回弹特性的规律。研究新拌混凝土流变性能(屈服应力、塑性黏度、含气量、泌水率等)的变化影响湿喷混凝土喷射回弹特性及喷射回弹与能量耗散规律之间的关系,并在此基础上得到喷射混凝土流变特性与喷射回弹率的多元线性回归方程。