隧道及巷道的围岩因遭受岩爆、爆破以及地震等冲击荷载作用而产生破坏，影响工程施工人员和设备的安全[1]。钢纤维喷射混凝土能与围岩紧密结合，形成柔性支护结构提供支护抗力，因此，岩石-钢纤维混凝土（R-SFRC）复合层的力学性能影响支护结构的稳定性。
国内外学者对岩石-混凝土复合试件的剪切、劈裂抗拉和抗压等性能进行了研究。Jiang等[2]研究发现当法向应力由0.5 MPa增至4 MPa时，复合试件的抗剪强度提高了3~5倍，同时，混凝土强度为75 MPa复合试件的抗剪强度比10 MPa的增大1.5倍左右。Mouzannar等[3]认为界面处较大的粗糙度使复合试件界面黏结更加紧密，增大界面的抗剪强度。Chang等[4]研究表明复合试件的劈裂抗拉强度随加载方向与界面之间夹角的增大而增大，当加载方向与界面夹角呈90°时，混凝土强度对复合试件劈裂抗拉强度的影响最大，二者呈线性关系。Zhu等[5]发现较高强度混凝土内部的水化反应更加充分，减少了界面处的缺陷，增强了界面黏结性能。Zhao等[6]研究表明界面有黏结的复合试件静态抗压强度比无黏结的提高了24%。陈猛等[7]指出R-SFRC复合层的动态强度增长因子（dynamic increase factor, DIF）与应变率的对数呈线性关系；当应变率从35 s-1增至135 s-1，混凝土中掺入80 kg/m3钢纤维的复合层抗压强度与未掺入钢纤维相比增长了15.9%~30.1%。复合层的力学性能受单层及界面相互作用影响较大，建立复合层强度的理论计算模型需要以单层和界面力学性能为基础。
在岩石、混凝土和岩石-混凝土复合试件的强度计算模型研究方面，赵坚等[8]、宫凤强等[9]发现当应变率范围为10-4~100 s-1时，Mohr-Coulomb强度准则适用于计算围压小于100 MPa的岩石强度；Hoek-Brown强度准则能合理预测0~170 MPa围压的岩石强度。宫凤强等[10]研究表明，在0~30 MPa围压条件下，Mohr-Coulomb强度准则能有效预测应变率范围为10-6~102 s-1的岩石强度；Hoek-Brown强度准则能合理评估应变率范围为10-6~10-1 s-1的岩石强度；Griffith强度准则仅能用于判别应变率范围为101~102 s-1的岩石单轴抗压与抗拉强度之间的关系。钱七虎等[11]提出热活化与黏性机制并存竞争的材料强度-应变率依赖模型，能计算全应变率范围内的岩石强度。Gong等[12]、Si等[13]研究表明在0~15 MPa围压条件下，应变率范围为40~160 s-1时砂岩的动态抗压强度与应变率对数之间存在明显的线性关系，基于Mohr- Coulomb和Hoek-Brown强度准则建立的计算模型可有效预测岩石动态抗压强度。Fu等[14]发现当应变率范围为30~150 s-1时，Hoek-Brown比Mohr-Coulomb和Drucker-Prager强度准则更适用于计算围压低于12 MPa的混凝土强度。Lu等[15]根据强度-应变率关系建立了混凝土非线性动态强度准则，能利用低应变率下的混凝土强度计算出高应变率下的混凝土强度。Zhao等[16]发现与Coulomb和两参数Hoek-Brown强度准则相比，三参数广义Hoek-Brown强度准则更适用于计算岩石-混凝土复合试件的静态抗压强度。陈猛等[17]基于Mohr-Coulomb强度准则建立了R-SFRC复合层的静态抗压强度预测模型。目前，缺少针对R-SFRC复合层动态抗压强度计算模型的研究。
为探究R-SFRC复合层中岩石与混凝土的相互作用及R-SFRC复合层整体力学性能，本文对花岗岩、混凝土和R-SFRC复合层进行了动态抗压试验，分别通过试验结果回归和Mohr-Coulomb强度准则建立冲击荷载作用下R-SFRC复合层的抗压强度预测模型，可为冲击荷载作用下钢纤维喷射混凝土支护围岩设计提供理论依据。
本文对花岗岩、混凝土和R-SFRC复合层进行了应变率范围为33.9~119.3 s-1的动态抗压试验，并建立了R-SFRC复合层动态抗压强度计算模型，主要得到以下3点结论。 （1）岩石、混凝土和R-SFRC复合层的动态抗压强度均具有显著的应变率效应。混凝土和R-SFRC复合层的动态抗压强度均随钢纤维掺量增多而增大，纤维桥接作用可以有效提高混凝土动态抗压强度。复合层中混凝土层达到极限强度时导致复合层发生破坏。 （2）对数型、幂函数型和强度-应变率依赖机制型回归模型拟合R-SFRC复合层试验结果的R2范围为0.918~0.999，3种回归模型与复合层试验结果的相关性均较大，其中依赖机制型模型的R2最大。
（3）基于Mohr-Coulomb强度准则建立的3种强度计算模型通过单层力学性能参数计算R-SFRC复合层动态抗压强度，3种模型强度计算值相对试验值的误差范围为-9.23%~3.16%，其中对数型模型的误差最大值相对于其他两种模型最小。
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