粘贴碳纤维加固法修复混凝土结构具有高强高效、施工便捷、耐腐蚀、自重轻、不增加结构尺寸等明显的优点,因而使其在隧道补强工程中具有广泛的应用前景。为推广使用,有必要对碳纤维在公路隧道衬砌补强中的计算方法及施工工艺开展专项研究,并建立相关的设计、施工、检验的行业标准。以往已做了大量研究工作,包括剥离破坏、截面承载力、裂缝与变形研究。在此基础上,进行碳纤维加固公路隧道衬砌的可靠度研究,是对以往研究成果的继承与发展。将以往研究的结构抗力通过可靠度这个环节与荷载联系起来,使碳纤维加固设计由以往的单纯安全系数法转变为基于概率理论的设计方法。主要研究内容与成果包括:1.给出公路隧道衬砌的荷载及抗力的统计规律和概率分布类型及其影响因素。2.提出碳纤维加固衬砌单个截面的失效模式及极限状态方程;采用响应面法计算衬砌内力的分布特征;提出单个截面的可靠度计算方法,并通过算例验证。结果表明碳纤维对大偏压截面的可靠指标有较大的提高,提高的幅度与偏心距成正向关系。3.基于β约界法给出碳纤维加固前后衬砌体系的失效模式,结果表明:碳纤维加固后衬砌体系的失效模式将发生改变;基于虚功原理给出各个失效模式的功能函数,并给出各失效模式间相关系数的计算方法;分别采用PNET法和基于条件概率的估计法计算衬砌体系的可靠度。结果表明,加固后衬砌体系的可靠度有明显提高。4.给出衬砌结构的目标可靠度确定方法及可靠度验证方法;总结以往研究成果,提出基于可靠度理论的碳纤维加固公路隧道衬砌的初步设计方法,并给出碳纤维材料在加固公路隧道时的适用性。