【摘 要】
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采用CFRP加固水工压力隧洞时，CFRP除了要承担变化的外部水土荷载，还要承担部分内水压力。为了明确“CFRP-胶层-衬砌混凝土”复合结构的内压分载规律，建立了“实体-弹簧-实体”三维有限元模型，并结合模型试验的实测结果验证了有限元模型的有效性。基于该模型，分析了胶层的弹性模量（Ea）、胶层的厚度（ta）、CFRP的弹性模量（Ec）和CFRP的厚度（tc）等参数变化时，衬砌混凝土和CFRP之间承担
【机 构】
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哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院
【基金项目】
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国家重点研发计划资助项目（2019YFC0810702）； 中央高校基本科研业务费专项资金（JZ2020HGQA0141）；
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采用CFRP加固水工压力隧洞时，CFRP除了要承担变化的外部水土荷载，还要承担部分内水压力。为了明确“CFRP-胶层-衬砌混凝土”复合结构的内压分载规律，建立了“实体-弹簧-实体”三维有限元模型，并结合模型试验的实测结果验证了有限元模型的有效性。基于该模型，分析了胶层的弹性模量（Ea）、胶层的厚度（ta）、CFRP的弹性模量（Ec）和CFRP的厚度（tc）等参数变化时，衬砌混凝土和CFRP之间承担内水压力比例的变化规律。计算分析结果表明：tc和Ec是影响衬砌混凝土承担内水压力比例的主要因素。对于粘贴1～3层的计算工况，当tc由0.1mm逐渐增加到2mm的过程中，衬砌混凝土承担内水压力的比例分别减小了34.25%、47.776%、53.931%；当Ec由100GPa增加到600GPa的过程中，衬砌混凝土的承载比例分别减小了6.482%、11.945%、16.509%。极差分析结果也表明，衬砌混凝土承担内水压力的比例对上述4个参数的敏感性由高到低依次为tc>Ec>Ea>ta。因此，要降低衬砌混凝土承担内水压力的比例并提高CFRP材料的利用率，提高所选用的CFRP的厚度与弹性模量是关键。
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