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以青海省西宁市为代表的西北高海拔盐渍土环境,是高浓度的氯盐、硫酸盐等强腐蚀介质共存环境,是碱含量巨大的强碱环境。地铁工程混凝土结构耐久性在该地区面临的问题是多样化、复杂化的。本文基于西宁交通轨道工程为研究背景,以西北高海拔盐渍土环境下的地铁工程混凝土结构为研究对象,制备出6种高性能混凝土（High performance concrete,HPC）,开展HPC的抗腐蚀性、氯离子扩散、碱-骨料反应（Alkali-aggregate reaction,AAR）及其抑制措施、以及地铁工程混凝土结构的服役寿命预测等相关研究工作内容。结果表明,6种HPC具有抵抗氯离子扩散、硫酸盐腐蚀及AAR复合破坏作用的能力,兼具长寿命特性。本文研究成果可作为西北高海拔盐渍土环境下地铁工程混凝土结构耐久性设计及安全性评估工作的重要参考依据。主要研究工作内容及成果如下:第一章,综述了地铁工程混凝土结构在西北高海拔地区盐渍土严酷环境下的研究意义与进展。同时,根据西北高海拔盐渍土环境对混凝土结构耐久性的不利影响因素,指出当前存在的问题,并在此基础上提出了本文研究内容。第二章,根据混凝土在西北高海拔典型盐渍土环境下的设计寿命要求,完成HPC的配比设计与制备,以及基于HPC配比的砂浆棒试件配比设计。介绍本文研究中相关的各种试验方法和测试计算方法。第三章,利用自然扩散法,确定HPC在腐蚀介质卤水中的抗腐蚀性能。利用快速砂浆棒法和岩相分析结果确定骨料的AAR表现。利用等离子光谱仪分析HPC不同深度位置的各侵蚀离子浓度。结果表明,西北高海拔盐渍土环境中,混凝土结构满足100年寿命设计要求的关键制约因素,为碱-硅酸反应危害（Alkali-silica reaction,ASR）、硫酸盐腐蚀破坏、以及氯离子扩散导致的钢筋锈蚀。硫酸根离子、碱金属离子等在混凝土内部含量较高,其扩散行为与氯离子扩散行为类似。第四章,基于西北高海拔盐渍土环境中高浓度氯离子含量,采用自然扩散法,研究HPC内部的氯离子扩散规律。结果表明,HPC中氯离子的吸附关系属于线性吸附关系。矿物掺合料（supplementary cementitious materials,SCM）的掺量、水灰比、阻锈外加剂均会影响HPC氯离子结合能力。此外,HPC的表面自由氯离子浓度Cs变化规律符合Cs（28）kt1-2m（10）C0边界条件,该边界条件将作为氯离子扩散寿命预测的依据。第五章,根据西北高海拔盐渍土环境的强碱环境特点,采用快速砂浆棒法（accelerated mortar-bars test,AMBT）的延长龄期试验方法,研究SCM、Li2CO3以及一种新型低成本硝酸盐外加剂MN对ASR的抑制作用,并利用长龄期的试验结果评价AMBT的适用性。SCM抑制结果表明,低含量CaO的粉煤灰（fly ash,FA）与磨细矿渣（ground granulated blasted furnace slag,GGBFS）在高温碱液条件下能够持续抑制ASR;低掺量（低于5%）的硅灰（silica fume,SF）,则可能会对ASR抑制作用产生负面影响,并对SF后续研究提出建议。另外,胶材体系中的Ca/Si（摩尔比率）能够有效衡量SCM对ASR的抑制能力,Ca/Si越低,砂浆棒膨胀率越低,且在长龄期试验结果中也得到了印证。Li2CO3抑制结果表明,外部环境的碱渗透,严重影响Li2CO3抑制作用。单掺使用[Li]/[Na]=0.80的Li2CO3,不能有效抑制ASR。Li2CO3+SCM的复掺方式则可以有效抑制ASR。新型外加剂MN抑制结果表明,单掺使用MN的抑制效果不佳,MN掺量1.0%时,MN+SCM的复掺方式体现出优异的抑制作用,全面超越SCM抑制效果。经研究确定,MN的最佳掺量阈值范围为0.75%至1.25%。AMBT的适用性评价发现,AMBT与延长龄期的试验结果存在差异,长龄期试验方法能够真实反映每种抑制方案的优劣。GB/T 50733-2011的判定标准（14d膨胀率不超过0.03%）过于严格,不宜作为拒绝抑制方案的参考标准。而TB10424-2010和ASTM C1567的判定标准是适宜的。AMBT可以评价强碱环境和一般碱环境中的ASR抑制效果,其适用范围应包括SCM和化学外加剂。此外,SCM砂浆棒的微观形貌分析表明,SCM能够在较长的龄期内有效抑制ASR,但不能在强碱环境中永久有效抑制ASR。引气剂的使用,能够有效缓解ASR膨胀破坏的速率,但不是抑制ASR的主要控制手段。第六章,利用扩散理论模型,结合可靠度理论,预测混凝土结构在氯离子扩散、AAR破坏和硫酸盐腐蚀3种破坏作用下的服役寿命。同时,提出损伤-反应速度理论模型,预测AAR服役寿命;使用2种经验模型（Atkinson和Hearne经验模型,以及Kurtis等经验模型）预测硫酸盐腐蚀服役寿命。结合多种理论模型的寿命预测结果,综合评价混凝土结构的服役寿命。结果表明,AAR对混凝土结构耐久性的破坏作用最大,并会加速诱发混凝土结构氯离子侵蚀破坏与硫酸盐腐蚀破坏的产生,进一步缩短混凝土结构寿命。确保100a服役寿命的关键因素,包括增加混凝土钢筋保护层厚度,严格控制混凝土初始碱含量,有效控制外部环境的碱渗透,选用低含量C3A（低于3%）的胶材,混凝土采用低水灰比（建议w/c取0.37以下）,以及混凝土构件表面附加防水涂层和桩基、隧道等结构部位的回填改良土壤等措施。第七章对全文研究工作进行了总结和归纳,并对未来研究提出相关建议。