中文摘要：

我国有数个已建在建大型水电工程采用了环锚预应力混凝土衬砌技术，均埋设了大量观测仪器。但安全评价分析和在线监测预警预报方面的研究严重滞后于工程建设。一是这种新型多介质复合结构的开裂计算涉及裂尖奇异问题，一般数值分析方法都难以模拟；二是观测数据影响因素解析困难，尤其是温度变化与处于不同约束/应力状态的应变计读数和混凝土应力之间的关系尚不明确。本研究主要解决两个科学问题（1）把能解决裂尖奇异问题的有限元线法FEMOL引入安全评价结构计算分析，建立基于FEMOL考虑复合结构材料层间关系的非线性模型，分析衬砌结构在不同荷载组合下（包括锚索断丝和断裂）的应力状态、裂缝扩展、破坏模式和破坏过程，提出安全评价方法；（2）通过试验研究，探讨温度变化与处于不同约束/应力状态的应变计读数和混凝土应力之间的关系，建立基于观测数据的混凝土实际应力数学解析式，为在线监测预警预报提供理论依据。

结论摘要：

我国有数个已建在建大型水电工程采用了环锚预应力混凝土衬砌技术，均埋设了大量观测仪器。但安全评价分析和在线监测预警预报方面的研究严重滞后于工程建设。一是这种新型多介质复合结构的开裂计算涉及裂尖奇异问题，一般数值分析方法都难以模拟；二是观测数据影响因素解析困难，尤其是温度变化与处于不同约束/应力状态的应变计读数和混凝土应力之间的关系尚不明确。本研究主要解决两个科学问题（1）把能解决裂尖奇异问题的有限元线法FEMOL引入安全评价结构计算分析，建立基于FEMOL考虑复合结构材料层间关系的非线性模型，分析衬砌结构在不同荷载组合下（包括锚索断丝和断裂）的应力状态、裂缝扩展、破坏模式和破坏过程，提出安全评价方法；（2）通过试验研究，探讨温度变化与处于不同约束/应力状态的应变计读数和混凝土应力之间的关系，建立基于观测数据的混凝土实际应力数学解析式，为在线监测预警预报提供理论依据。