薄壁不锈钢内衬是一种新型的非开挖管道修复方法,主要用于给水管道的半结构性修复。薄壁不锈钢内衬在给水管道中不仅要承受地下水压力造成的外压,还要承受来自给水管道内的负压。本文采用理论分析、试验验证以及数值模拟相结合的方法,对置入待修复的原有管道内的薄壁不锈钢内衬的内压屈曲性能以及加劲环与薄壁不锈钢内衬的复合结构的内压屈曲性能进行了深入研究。本文的主要研究内容和结论如下:（1）传统非开挖修复内衬的屈曲理论模型对比研究。通过对ASTM标准模型、K参数模型、Glock模型、考虑环状间隙影响的内衬屈曲模型（Boot模型）、ASCE推荐图表模型等传统的内衬稳定性理论分析方法分析和研究,提出合理的内衬屈曲影响因子作为本论文试验的影响因素。通过参数分析研究以上传统模型的差异性,分析结果表明:ASTM标准设计方法最为保守,K参数模型、Glock模型和Boot模型充分考虑了内衬的边界条件和可能的缺陷情况,预测值差异较为明显。对于薄壁不锈钢承受负压的情形,以上模型无法准确预测其临界屈曲压力值。（2）给水管道薄壁不锈钢内衬屈曲足尺试验。通过基本性能测试,得到薄壁不锈钢内衬材料的力学性能。开展了五组给水管道薄壁不锈钢内衬在负压情况下的屈曲失效足尺试验,研究了不同边界条件控制的不锈钢内衬失稳模型。开展了一组内衬在加劲作用下的真空负压屈曲足尺试验,研究了加劲作用对薄壁不锈钢内衬失稳的影响规律。通过真空负压加载试验,获得了内衬监测断面在负压变化过程中的应力应变情况、屈曲失效压力值、压力-位移曲线。足尺试验研究结果表明:（1）薄壁不锈钢内衬的临界屈曲负压与内内衬的壁厚和直径密切相关,内衬壁厚月小,临界屈曲压力越小;衬管直径越大,临界屈曲压力越小;（2）内衬管道屈曲往往发生于内衬初始缺陷部位;（3）多组试验内衬的屈曲压力测试值与传统理论模型差异较大,负压环境下既有管道对内衬的限制增强作用明显;（4）在内衬内侧增加加劲环能够有效改善内衬的抗屈曲能力,加劲环应与内衬焊接为一整体。（3）多因素耦合薄壁不锈钢内衬屈曲行为的数值分析。采用放样方法引入薄壁不锈钢内衬的初始缺陷参数,建立了足尺数值模拟模型,利用不同尺寸试件的临界屈曲外压试验结果等数据验证了模型的有效性。在此基础上,以初始椭圆度OV、环状间隙g和内衬DR值为基本变量开展了18组平壁内衬管负压屈曲数值模拟;以加劲环厚度、加劲环内径、加劲环宽度、加劲环间距和数量等参数为基本变量开展了16组加劲内衬管的数值模拟。模拟结果表明:（1）采用Risk分析方法可以很好的模拟薄壁不锈钢的前屈曲和后屈曲过程。（2）对于平壁内衬管,其临界屈曲压力Pc与内衬DR值存在对数线性相关关系,内衬的初始缺陷决定了关系中的a,m参数的取值。另外增强系数K值也可被表示为与a,m和DR相关的函数。（3）对于加劲内衬管,刚度越大临界屈曲压力越大,加劲薄壳内衬的整体刚度关系为未加劲部位的刚度与加劲部位的刚度加权值。基于传统的刚性环增强有效长度理论对加劲内衬管刚度预测误差较大。（4）薄壁不锈钢内衬屈曲预测模型研究。基于试验和数值模拟结果,以传统薄壁圆壳结构的临界屈曲压力预测计算模型为依据,建立了外壁约束作用下的薄壁内衬临界屈曲压力计算模型。结合试验数据开展了参数化分析,提出了薄壁加劲壳体整体屈曲临界压力计算方法和薄壁加劲壳体局部屈曲临界压力计算方法。形成了薄壁不锈钢内衬整体屈曲和局部屈曲的理论判据。综合上述成果,提出了压力管道薄壁不锈钢内衬的修复设计方法。（5）给水管道薄壁不锈钢内衬修复设计应用研究。基于DN 800 mm和DN1200 mm两种尺寸的典型薄壁不锈钢给水管道修复工程。分析了给水管道运维中承受的外压和内压,给出了外压、内压和负压作用下给水管道的内衬设计流程,形成了薄壁不锈钢内衬的壁厚选型标准。并对比分析了目前常用设计方法与本文所提方法的差异性。进一步地,开展了薄壁不锈钢内衬技术在典型工程案例中的关键技术研究,并给出了相应的解决方案。本文给出的基于案例的设计模型和关键技术能够较好地为相关工程提供指导。