Page 113 - 水利学报2021年第52卷第6期

（a）示意图（单位：mm） （b）实物图
图 2 试验设计

（a）砂浆应变片 （b）混凝土和钢丝应变片

（c）CFRP 应变片 （d）DH3816N
图 3 应变片及应变测量设备 图 4 CFRP 预应力施加

3 有限元模型

［26］
使用有限元软件 ABAQUS 对 PCCP 进行三维建模，建模过程中，对砂浆、混凝土、钢筒、钢丝
和 CFRP 分别单独建模，之后进行装配 ［14］ 。PCCP 各部件模型及网格划分如图 5 所示。其中，混凝土
管芯离散为 20 160 个单元、25 600 个节点；钢筒离散为 8160 个单元、8240 个节点；每圈钢丝离散为
80 个单元、80 个节点；砂浆保护层离散为 5016 个单元、10 164 个节点；CFRP 离散为 2400 个单元、
2560 个节点。

（a）混凝土 （b）钢筒 （c）钢丝 （d）砂浆 （e）CFRP
图 5 PCCP 有限元模型及网格划分
砂浆保护层材料和管芯混凝土均采用实体单元（C3D8R）进行模拟 ［27- 28］ ，本构关系采用混凝土塑
性损伤模型（CDP），材料受拉和受压的应力应变关系曲线可表示为：
0(
)
σ = (1 - d E ε - ε ͂ t pl ) （1）
t
t
t
0(
)
σ = (1 - d E ε - ε ͂ c pl ) （2）
c
c
c
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