Page 118 - 水利学报2021年第52卷第6期

屈服应力，但加固后钢筒屈服面积减小。钢筒受力状态随 CFRP 层数增加呈明显改善趋势。

图 17 混凝土环向应变 图 18 钢筒环向应力

+1.000e+00
+9.167e+01
+8.333e+01
+7.500e+01
+6.667e+01
+5.833e+01
+5.000e+01
+4.167e+01
+3.333e+01
+2.500e+01
+1.667e+01
+8.333e+02
+0.000e+00
图 19 混凝土损伤云图
单位：Pa
+2.363e+08
+2.118e+08
+1.873e+08
+1.629e+08
+1.304e+08
+1.139e+08
+0.943e+07
+5.495e+07
+4.047e+07
+1.600e+07
-8.483e+06
-3.295e+07
-5.744e+07
图 20 钢筒应力云图
当 CFRP 预应力水平为 10%，采用不同层数 CFRP 加固断丝率为 15%的 PCCP 时，预应力钢丝和
CFRP 环向应力随内水压变化趋势如图 21 和图 22 所示。

图 22 CFRP 环向应力 图 21 钢丝环向应力

由图可见，内水压较小时，钢丝应力和 CFRP 应力随内水压增加缓慢增长，CFRP 加固层数的变
化对钢丝应力影响不大；当内压分别达到约 0.32 MPa、0.53 MPa、0.65 MPa 和 0.84 MPa 时，管道达到
其工作极限状态，钢丝和 CFRP 应力值发生突变，此现象与混凝土应变和钢筒应力相似，CFRP 层数
的增加可使钢丝应力突变时的内压得到明显提升；同时，CFRP 自身应力有所减小。图 23 和图 24 为
不同层数 CFRP 加固断丝率为 15%的 PCCP 时，预应力钢丝和 CFRP 环向应力云图。由图可见，随着

— 746 —