随着现代城市化进程的加快,地上空间呈现明显不足,诸多城市开始加大地下空间的利用。为了应对富含地下水和侵蚀物质等恶劣环境,耐久性优良的高性能混凝土被广泛应用于地下工程,同时为了进一步提高抗裂、抗渗性能,玄武岩纤维被作为增强材料掺入高性能混凝土中,所以需要对应用于地下结构的玄武岩纤维高性能混凝土抗裂性能和抗渗性能进行深入研究,故本文主要进行了以下几方面工作:(1)对不同粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的高性能混凝土进行坍落度、抗压强度和劈拉强度的对比试验以研究掺量对工作性和力学性能的影响。结果表明,随着粉煤灰掺量增大,坍落度不断增加;玄武岩纤维降低了混凝土的坍落度,显著提高了劈拉强度,使破坏形式由脆性转变为韧性,但对抗压强度的影响不大。(2)采用诱导开裂法对不同玄武岩纤维掺量和粉煤灰掺量的高性能混凝土进行平板抗裂试验以研究掺量对早期抗裂性能的影响。结果表明,随粉煤灰掺量增长,混凝土开裂面积逐渐减小,确定最优掺量为30%;玄武岩纤维使开裂面积有所减小,掺量越大减小的幅度越大,至裂缝不再贯穿,确定最优掺量为1.6kg/m3。(3)采用电通量法和Autoclam渗水渗气测试系统对不同玄武岩纤维掺量和粉煤灰掺量的高性能混凝土进行抗渗透性试验以研究掺量对抗渗性能的影响。结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,总电通量值发生波动,玄武岩纤维使得抗渗性能得以提升,确定对于抗氯离子渗透性最优粉煤灰掺量为30%,最优纤维掺量为1.2kg/m3;综合考虑Autoclam渗透测试系统测得的空气渗透系数、吸水性系数、水渗透性系数,确定最优的粉煤灰掺量为20%,最优纤维掺量为1.2kg/m3。(4)为研究玄武岩纤维在高性能混凝土受力过程中所起的作用及纤维掺量对混凝土中应力分布的影响,采用有限元分析软件ANSYS建立带有随机分布纤维的混凝土模型模拟抗压试验,得到不同纤维掺量的应力-应变曲线和应力分布情况。结果显示,线弹性阶段纤维没有明显分担受力,混凝土中应力分布相对均匀;非线性阶段纤维逐渐分担基体上受力,并对集中的应力有分散作用,掺量越大,分散效果越强;曲线下降阶段,纤维的阻裂效果得以体现,并随掺量的增加而增强。