我国已成为世界上修建隧道第一大国,隧道的建设规模和建设速度已逐渐步入领先行列。本文针对列车通过隧道时产生的气体压力特点,分析研究了气体压力对隧道衬砌混凝土碳化产生的影响。隧道结构的建设情况复杂,维修费用较高,隧道的设计使用年限一般为100年甚至更久,因此为保证隧道结构的正常使用寿命及使用功能的正常发挥,亟需开展对高速铁路隧道混凝土的碳化性能研究,该研究对高速铁路隧道结构的设计及寿命预测具有一定的参考意义。本文分析总结了影响隧道衬砌混凝土碳化的主要因素。采用理论和试验相结合的分析方法,基于影响混凝土碳化的主要因素,借助改进的压力碳化试验箱,研究了不同气体压力对不同水灰比混凝土碳化的影响。本文研究的主要内容有:(1)理论方面基于达西定律,建立了气体渗透作用的理论模型。以此为依据分析了恒定气体压力对混凝土碳化的影响。得到了不同气体压力作用下的混凝土碳化深度。(2)对非恒定气体压力作用下的混凝土内部压力进行分析,分析了非恒定气体压力作用对混凝土碳化的影响,得到了非恒定气体压力作用下的混凝土碳化深度。并结合混凝土和气体的性质,分别考虑了气体“存留效应”、不同水灰比、不同矿物掺合料含量对混凝土碳化的影响。(3)采用压力碳化试验箱,进行了不同气体压力对不同水灰比混凝土的碳化试验研究。(4)分析试验结果并将0.50水灰比混凝土的试验结果同理论结果进行对比,两者具有很好的吻合性。试验结果表明气体压力对混凝土早期碳化影响较大,气体压力作用下1d碳化龄期的混凝土试件的碳化深度比普通碳化箱内混凝土试件的碳化深度增大的幅度高达866.7%;水灰比为0.50的混凝土在0.01MPa、0.03MPa、0.05MPa气体压力作用下的混凝土碳化深度分别为8.14mm、10.99mm、12.96mm,表明气体压力值与混凝土碳化深度成正比;水灰比分别为0.36、0.42、0.50的混凝土在0.01MPa气体压力作用下的碳化深度分别为4.03mm、6.02mm、8.14mm,表明水灰比与混凝土的碳化深度成正比。