本文课题来源于国家自然科学基金资助项目"高地温梯度水工高压隧洞THM耦合作用下的承载特性研究(项目编号:51369007)",针对高地温、高内水压力情况下水工隧洞常规混凝土衬砌在衬砌内外壁间高温度梯度和高内水压力联合作用下拉应力迭加导致衬砌严重开裂的工程问题,在衬砌结构厚壁圆筒模型的结构应力分析的基础上,本文开展了混凝土衬砌的玄武岩纤维增强树脂复合材料(BFRP:Basalt Fiber Reinforced Polymer)网格增强技术的水工结构模型试验,试验中进行了声发射监测与应变的监测,并开展了常规混凝土衬砌的对比试验。主要研究结论如下:(1)弹性力学分析结果表明,高地温水工高压隧洞在弹性工作阶段的承载能力主要受控于温度荷载和内水压力作用下的迭加拉应力。在产生相同拉应力的条件下,温度梯度荷载与内水压力荷载之间存在明确的线性转换关系。因此,在水工隧洞模型试验的加载过程中,采用一定内水压力模拟设定温度荷载的拉应力效应的简化加载方法是可行的,有利于降低模型试验加载的技术难度。(2)试验研究表明,与常规混凝土衬砌结构相比较,在衬砌内、外壁分别布设BFRP网格的混凝土衬砌结构的弹性工作阶段极限承载力提高了 21%,主宏观裂缝最大开度减小了 68%,宏观裂缝空间分布更为分散。(3)试验研究表明,与常规混凝土衬砌结构相比较,BFRP网格增强衬砌结构的开裂前内壁环向拉应变增大了 81%,开裂时的声发射绝对能量占加载过程中声发射总累积绝对能量的33.78%(前者为99.38%)。由此说明,常规混凝土衬砌结构的主要破坏模式为脆性破坏,而BFRP网格增强衬砌结构的主要破坏模式为延性破坏。BFRP网格的增强效应来源于其所具有的良好抗拉和拉变形性能,从而有利于衬砌结构整体承载能力的充分发挥。