【摘 要】
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钢筋混凝土管道是输水工程中的主要设施之一。由于设计、施工及环境作用,现役钢筋混凝土管道存在不同程度的损伤和老化,如表面开裂、渗漏和钢筋锈蚀等,这些问题共同作用导致钢筋混凝土输水管道往往是带裂缝工作的,一旦裂缝失稳扩展,势必引起管道结构破坏,影响输水系统的正常运行。因此,开展钢筋混凝土管道修复加固技术研究十分必要。纤维织物增强混凝土（TRC）加固技术可用于加固各种形状的结构,是国内外学者的研究热点,
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钢筋混凝土管道是输水工程中的主要设施之一。由于设计、施工及环境作用,现役钢筋混凝土管道存在不同程度的损伤和老化,如表面开裂、渗漏和钢筋锈蚀等,这些问题共同作用导致钢筋混凝土输水管道往往是带裂缝工作的,一旦裂缝失稳扩展,势必引起管道结构破坏,影响输水系统的正常运行。因此,开展钢筋混凝土管道修复加固技术研究十分必要。纤维织物增强混凝土（TRC）加固技术可用于加固各种形状的结构,是国内外学者的研究热点,为了研究TRC加固钢筋混凝土管道的性能,本文进行了以下几个方面的研究:（1）为了从理论上解释TRC对已有裂缝混凝土结构的加固机理,基于断裂理论建立了TRC加固预制裂缝混凝土梁断裂参数计算模型,开展了不同粘结长度的TRC增强预制裂缝混凝土梁三点弯曲试验对理论模型进行验证。研究结果表明:与普通混凝土梁相比,TRC加固梁的起裂荷载和极限荷载提升较为明显;粘结长度在15cm-30mm范围内,TRC带的最佳粘结长度为25cm;试验与理论结果吻合较好,推导计算的断裂参数可以描述TRC加固混凝土三点弯曲梁的裂缝扩展过程。（2）为了探究TRC加固钢筋混凝土输水管道的作用机理和效果,将TRC粘贴在DN400钢筋混凝土输水管道外壁,开展了管道三边支撑受压试验（TEBT）。试验结果表明:在混凝土输水管壁粘贴TRC材料后,二者协调变形共同受力,加固效果良好;相对于未加固的管道,加固管开裂荷载和极限荷载显著提升;未加固管的破坏形态近似为脆性破坏,其裂缝分布集中且沿着管壁贯穿;加固管的破坏形态为延性破坏,其裂缝分布转变为多条细密裂缝,并且没有明显的贯穿现象。（3）基于CDP模型建立了TEBT条件下加固管道三维有限元模型,通过有限元模型进行了参数化分析,包括混凝土单元网格尺寸、混凝土本构关系、纤维网格间距、加固层粘贴方式对模拟结果的影响。结果表明:采用14mm尺寸混凝土单元模拟DN400管道更加合理;混凝土受拉本构曲线对计算结果的影响较大;纤维网格间距建议取为20mm;管壁内、外粘贴TRC加固层对加固效果影响不大;试验与模拟得到的荷载-位移曲线吻合良好。
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