喷射混凝土是在空气压力作用下,通过充气软管或管道,将混凝土高速喷射到受喷面且瞬时压密的混凝土。喷射混凝土以其终凝时间短、水化硬化速度快、高早龄期强度及施工工艺简便,被广泛用于隧道支护等工程。论文以喷射混凝土永久衬砌隧道结构为背景,分别对一般大气环境、寒冷环境、海洋环境及盐湖环境喷射混凝土性能劣化规律进行了研究,采用X射线衍射、热分析、扫描电镜、压汞测孔、红外光谱等微观测试方法,对损伤喷射混凝土微观结构进行了表征,研究了喷射混凝土性能劣化机理。研究内容主要包括:（1）从研究喷射混凝土和模筑混凝土水化硬化过程和微观结构差异入手,考虑水胶比、粉煤灰和钢纤维掺量,对喷射混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、孔结构及渗透性能进行了试验研究,同时,对抗压强度与劈裂抗拉强度、孔结构与渗透性之间的关系进行了分析,建立了喷射混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度模型,为喷射混凝土性能劣化规律及机理研究提供理论基础。（2）开展了一般大气环境喷射混凝土中性化性能研究,考虑碳化、硝酸侵蚀、硝酸侵蚀/碳化和冻融循环/碳化耦合作用等因素,采用快速碳化法、硝酸浸泡法、硝酸浸泡/快速碳化交替法和先冻融循环后快速碳化法,对一般大气环境喷射混凝土中性化规律进行了试验研究。通过对喷射混凝土中性化深度、力学性能、孔溶液pH值和[NO₃^-]含量分布进行测试,分析水胶比、粉煤灰和钢纤维掺量对喷射混凝土中性化发展规律的影响;通过对硝酸侵蚀、硝酸侵蚀/碳化和冻融循环/碳化耦合作用下喷射混凝土侵蚀机理进行研究,建立了多因素耦合作用下喷射混凝土中性化深度预测模型。（3）分别以水和硝酸为冻融介质,考虑冻融循环和硝酸侵蚀/冻融循环耦合作用因素,采用快速冻融法,开展了寒冷环境喷射混凝土抗冻性试验研究。通过对冻融损伤喷射混凝土物理力学性能、孔溶液pH值和[NO₃^-]离子含量变化规律进行分析,对不同冻融介质下喷射混凝土抗冻性能的影响进行了研究。采用微观测试手段,对冻融损伤喷射混凝土微观形貌和孔结构进行表征,结果表明,硝酸加速了喷射混凝土抗冻性能劣化速度。（4）采用浸泡法和快速冻融法,考虑氯盐侵蚀、硝酸侵蚀/氯盐耦合作用和盐冻作用,开展了海洋环境喷射混凝土氯离子扩散规律试验研究。采用电位法,对受侵蚀喷射混凝土中氯离子含量进行了分析。结果表明,硝酸侵蚀和盐冻作用提高了氯离子在喷射混凝土中的扩散速率。引入硝酸侵蚀影响系数和盐冻作用系数,建立了考虑不同耦合因素作用下喷射混凝土氯离子扩散模型。（5）分别以10%Na₂SO₄溶液和5%Na₂SO₄+5%MgSO₄+3.5%Na Cl混合溶液为浸泡介质,考虑硫酸盐侵蚀和硫酸盐-镁盐-氯盐耦合作用,采用干湿交替法,开展了喷射混凝土抗卤水侵蚀试验研究。通过对侵蚀后喷射混凝土物理力学性能、表观形貌变化、混凝土孔溶液pH值和离子（钠、钙、氯、硫酸根）含量进行了试验分析,结合微观测试方法,对侵蚀喷射混凝土微观结构进行了表征,对盐湖环境喷射混凝土性能劣化规律及机理进行了研究。结果表明,氯离子和镁离子在混凝土中形成Friedel盐和水镁石层,可降低喷射混凝土早期侵蚀速度,但随着混凝土碱度降低,Friedel盐和钙矾石分解,氯离子、硫酸根离子和镁离子加速喷射混凝土的侵蚀,物理力学性能劣化速度加快。