随着煤矿开采深度的增加,深井巷道支护已成为一大技术难题。依据现代支护理论,喷层发挥着重要作用。为改善喷射混凝土力学特性和支护效果,本论文进行了喷射钢纤维混凝土的力学特性研究。首先,论文对常用的直墙半圆拱喷层衬砌进行了模型简化,通过内力分析,推导出喷层结构任意截面的剪力、轴力和弯矩表达式,可直观地了解喷层结构的内力分布规律。并通过喷射钢纤维混凝土配合比试验,得到了钢纤维的最佳掺量为40Kg/m3。然后,根据相似理论,进行了模型设计,对喷射钢纤维混凝土衬砌进行了试验研究,结果表明在素混凝土中掺入钢纤维,提高了结构的支护强度。试件刚出现裂缝后,其宽度随着荷载的增加而扩大,达到极限强度后,并没有像素混凝土那样突然掉块破碎或折断,而是随着裂缝宽度的继续扩大而出现缓慢卸载的现象。即喷射钢纤维混凝土试件在裂缝出现时仍能承受荷载,破坏部位比较完整。说明钢纤维混凝土具有良好的抗裂和韧性,体现了钢纤维混凝土衬砌支护结构有较好让压变形能力。所以,它比较适合深埋隧道和巷道的软岩支护。最后,通过数值模拟结果表明,对于喷射钢纤维混凝土直墙半圆拱衬砌结构,一般情况下,均布荷载只作用在圆拱范围内时破坏从拱顶或肩部开始,而荷载作用在整个圆拱和直墙上时,破坏则从直墙或直墙与拱部交接处开始,其破坏情况与试验结果基本一致。本文的研究结果可为喷射钢纤维混凝土衬砌结构在深埋软岩巷道或隧道支护中应用提供参考。