预应力超高性能混凝土管材是本课题组基于预应力钢筒混凝土管（PCCP）结构设计的一款新型管道结构。作为新型结构,避免其在生命全周期出现安全问题而影响管体的承载能力,甚至发生爆管等安全事故,因此有必要对新型管体在生命全周期进行结构安全评估。本文结合ABAQUS有限元软件,对其生命全周期进行仿真模拟,通过模拟结果评估结构在各个工序下的荷载响应,对管材的承载能力进行研究。主要包括以下四部分内容:结合课题组设计的新型管材参数和普通钢筋混凝土排水管参数,建立有限元模型分析不同壁厚尺寸管体在土压力下的荷载响应,确定超高性能混凝土排水管尺寸,并对其进行施工过程模拟,保证施工安全。建立三维有限元模型,模拟管材在水泥水化过程、缠丝过程、吊装过程的受力情况,得到管体力学响应、损伤演化以及裂缝发展规律。管道插口端在缠丝过程中因缠丝末端作用出现应力集中现象,插口端内侧管芯混凝土达到拉伸损伤最大值,局部出现裂缝;吊装过程中因管体吊装受力点在插口端钢环,裂缝进一步发展,出现插口端环向裂缝。以实际工程为出发点,建立承插口端连接的三维有限元模型,对管体从土体开挖、管道安装、正常运行、试验水压、土体回填等施工全流程进行模拟分析,全面了解管节承插口端在施工流程中的管体变形规律。管体在施工过程中发生类椭圆状变形,确认管体轴向4、8点钟方向为薄弱点;施工结束后,管顶和管底内侧、管腰外侧受拉,管顶和管底外侧、管腰内侧受压。基于预应力钢筒混凝土管三种断丝效应模型,建立新型管材断丝模型,探究不同断丝模型受内水压的力学响应、损伤演化及裂缝的萌生和发展,确认管体破坏形式,为管材断丝情况下的安全评估提供依据。相同断丝影响区域,承受内水压力对比:局部线性丧失预应力模型＞局部丧失预应力模型＞整圈丧失预应力模型;三种模型裂缝均以轴向裂缝形式开始萌生,管体破坏时裂缝未贯穿管芯混凝土,但已贯穿保护层,长度与断丝影响区域相同。