陈 雷，马芹永

(1. 安徽理工大学能源与安全学院，安徽 淮南 232001; 2. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001)

长期以来，混凝土材料已经广泛应用于煤矿、隧道等地下工程中。然而随着煤矿开采深度的增加，巷道围岩的压力逐渐增长，变形量也随之增大，地质条件也更加复杂，导致混凝土支护结构出现了较严重的裂缝，甚至造成混凝土的剥落与掉块，丧失对围岩的封闭和支护作用，对煤矿的安全产生带来严重隐患[1-2]。因此，需要进一步提高混凝土抗裂与抗折性能，以适应更加复杂的地下空间条件，确保地下空间结构的安全性与稳定性[3]。

目前，国内外学者对增强混凝土抗裂、抗折性能进行了研究。文献[4]采用钢纤维增强混凝土材料的抗裂、抗折性能，但钢纤维具有易腐蚀的缺陷，反而加速了混凝土中裂缝的形成与扩展。文献[5]采用聚丙烯纤维增强混凝土材料性能，但改善作用不明显。文献[6]采用短切玄武岩纤维增强混凝土的力学性能，然而短切玄武岩纤维表面光滑，无法与混凝土之间形成足够的粘结力，阻碍了玄武岩纤维增强作用的发挥。虽然各类纤维在改善混凝土力学性能方面都有发挥一定的作用，但是也存在各自的缺陷[7-8]。

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料[9]。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。该材料质量远低于金属铁，但抗拉强度远高于钢材[10]。……