多基复合管是由聚合物基和水泥基等增强材料复合而成的一种新型管材。在保留传统预应力钢筒混凝土管（简称PCCP）和玻璃纤维增强塑料夹砂管（简称FRPM管）各自优势、克服两者局限性的同时，多基复合管面临着由于制备工艺更新而引发的一系列问题。本文从多基复合管研制过程中所发现的实际问题出发，开展管壁材料的力学行为试验研究，以改进材料的制备工艺，提高管材力学性能，并为多基复合管的结构设计提供指导。此外，针对多基复合管结构监测软件系统中的关键问题进行了研究，并对该监测系统进行了试验验证。　　本文研究工作在国家863计划《多基结构材料复合技术及在高压管制造中的应用》(2013AA031306)资助下完成，主要研究成果如下：　　（1）针对多基复合管中树脂砂浆层的材料性能展开研究，建立了“致密性一体化工艺研究方法”。在该方法的指导下，进行了大量不同工艺、不同级配树脂砂浆的力学性能试验，成功研制了一种高性能、低成本的树脂砂浆及其制备工艺技术。其弯曲弹性模量指标取得了突破性的进展：相比国外某公司树脂砂浆的弯曲弹性模量高出40％；不仅可大幅度提高多基复合管中树脂砂浆层的结构性能，而且应用于 FRPM管道时能降低材料的综合成本。此外，通过开展树脂砂浆与不同表面处理钢板的剪切破坏行为试验分析，获得了一种可提高其界面剪切强度的工艺方法，对多基复合管的实际制备具有一定的指导意义。　　（2）基于聚乙烯醇-应变硬化水泥基复合材料（简称PVA-SHCC）在初始单轴拉伸试验中所表现出的变形与断裂等力学行为，开展了具有初始裂纹的PVA-SHCC恒载试验研究。以30d为一个周期、150N为荷载增量进行多级恒载试验，获得了多级恒载试验条件下的平均破坏应力；进一步设计单级恒载试验，获得了该试验条件下具有初始裂纹的PVA-SHCC设计拉伸强度参考值，为PVA-SHCC材料的应用提供了初步的参考。　　（3）根据在PVA-SHCC浇筑时以内筒结构充当内模的工艺要求，对制备过程中 PVA-SHCC浇筑与收缩对内筒结构产生的制备荷载展开研究。通过试验测定早龄期 PVA-SHCC收缩量和弹性模量随时间的变化关系，建立了对内筒结构收缩荷载的力学行为模型；由此提出了一种变弹性模量条件下收缩荷载的迭代计算方法。基于该方法，对管芯混凝土制备时的内筒结构稳定性问题进行了分析，以指导内筒结构中的树脂砂浆层的厚度设计。　　（4）完成了多基复合管结构监测系统的相关软件开发；其中重点针对该系统中的能量均衡与时间同步两个关键问题进行研究，提出了有效的能量均衡算法和高精度的时间同步机制，并通过试验验证了监测系统的适用性。此外，针对多基复合管重点部位的结构监测展开探索性研究：通过无线传感网络实现了并联式电阻抗成像的智能化系统，利用改进的N-R算法成功地对碳纤维毡的表面形貌进行了图像反演，并基于相应的图像处理算法实现了损伤区域的自动识别。　　本文通过相关试验与理论分析，对多基复合管制备过程与服役中的关键问题展开研究，研究成果将对多基复合管的制备工艺、结构设计和应用等方面具有一定的指导意义。