机敏混凝土兼具结构性和功能性,具有混凝土结构自监测的应用潜力,同时单相导电机敏混凝土存在力学性能低、制备成本高和电阻率稳定性较差等问题。本文以碳纤维和石墨为导电相材料,研究了复相导电机敏混凝土的强度、导电性和压敏性,最后以仿真模拟的方法对机敏混凝土电阻层析成像问题进行了初步研究。试验研究表明,增加碳纤维长度和石墨的目数更有利于制备强度高、导电性好的机敏混凝土,石墨、硅灰和水灰比显著影响机敏混凝土的强度,而碳纤维的影响相对较小。单独添加碳纤维或石墨均能显著降低混凝土的电阻,碳纤维的渗滤阈值约为0.2%~0.6%,石墨未发现明显渗滤现象,碳纤维掺量达到渗滤阈值后,加入一定量的石墨则可进一步降低混凝土的电阻。加入硅灰和提高水灰比可以降低复相导电机敏混凝土的电阻,但两者的影响幅度较小。机敏混凝土的电阻在28d龄期时基本趋于稳定,自然养护条件下的电阻较标准养护可高出一倍左右。机敏混凝土的电阻受温度影响较大,随着温度的升高,机敏混凝土的电阻值下降。环境湿度对机敏混凝土的电阻影响很微弱,但机敏混凝土本身的含水率会影响其电阻,含水率越高电阻越小。当加载方向与测试电极片的方向垂直时测得的压敏性更为显著,加载速率对压敏性的影响较小,加载较快时压敏性略微增强,恒定荷载下机敏混凝土的电阻基本保持不变,加载至破坏全过程中复相导电机敏混凝土的电阻可分为快速下降、缓慢下降、动态平衡和急速上升四个阶段,循环荷载下机敏混凝土的压敏性具有较好的可重复性。在试验范围内,增加碳纤维和石墨的掺量都有助于提高机敏混凝土的压敏性。Comsol软件可进行机敏混凝土ERT成像的正问题仿真。研究表明,场域的边界形状对测量电压的最小值和动态范围有较大影响,机敏混凝土受压和裂缝引起的电阻改变可引起边界测量电压的规律性改变。边界电压信号可对受压区域的大小、位置和形状,裂缝的长度、位置和角度产生响应,但对裂缝的宽度不敏感。编制了线性反投影算法程序和共轭梯度算法程序,根据正演模拟获得的电压数据,对机敏混凝土受压和裂缝进行了成像仿真,结果表明线性反投影算法效率高、精度差,共轭梯度算法成像效果较好。以井壁为原型,进行了井壁单点渗水和应变分布不均匀两种工况的成像仿真,结果表明ERT技术在机敏混凝土场域监测方面有一定的应用前景。