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随着我国现代化建设的快速发展，预应力钢筒混凝土管(PCCP)在长距离输水工程以及城市管网中得到普遍应用。超大口径、超高工压和超深覆土使得PCCP的制造、安装和运行受到诸多挑战，本文针对超大口径PCCP全寿命周期服役中的典型力学行为进行研究，揭示了PCCP插口内壁环裂形成机理及相关抗裂措施、全寿命复杂荷载下结构响应、三种不同断丝效应下管道极限承载能力和失效模式。主要研究内容包括以下四个方面： （1）建立PCCP三维非线性有限元模型，模拟管道在制作、吊运以及堆放过程中的典型受力工况，获得了管道的力学响应和损伤演化行为。揭示了超大口径PCCP插口环裂的形成机理：管芯在缠绕预应力钢丝时，因插口端管芯受压变形向外翻产生附加纵向弯矩，当附加弯矩值超过管芯截面的抗弯能力临界值，管芯内壁混凝土被拉伸破坏产生裂缝。 （2）根据PCCP插口端内壁混凝土环裂产生机理，从管道结构设计出发，提出了PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施。针对两种抗裂措施分别建立了PCCP的三维非线性有限元模型，模拟了管道生产中的典型受力情况，分析了管道的应力和变形规律，并与无抗裂措施的管道进行了对比。 （3）以某供水工程为背景，基于非线性有限元理论，建立PCCP的三维非线性管土有限元模型，对超大口径高工压PCCP从生产制造、开挖、安装、回填、地下水作用及正常运行等全寿命过程进行数值仿真模拟，全面了解PCCP从生产制造到正常使用条件下管体的受力变形特点，分析了管道在正常工作荷载作用下的损伤机理。 （4）本文采用目前常用的三种断丝效应模拟模型，即整圈退出模型、局部退出模型和局部线性退出模型，研究了双层缠丝高工压、大口径PCCP在运行、环境荷载联合作用下的力学响应及破坏机理。对比分析三种不同的断丝效应情况下，PCCP的极限承载能力和失效模式。