随着各地区经济发展需要及人口流动的差异性,致使水资源的利用各地区不均衡,采用输水隧洞进行跨流域引水可以有效解决水资源配置问题。输水隧洞所处环境及自身输水要求,往往承受较大的外部水土荷载及内部水压力荷载,工程中多采用多层衬砌结构联合受力以提高结构整体承载及变形性能。由于隧洞处于深埋地层并存在高内水压作用,衬砌结构受内外复杂荷载作用,致使界面受断面轴力及内外压力的复合作用,界面往往会成为多层衬砌整体结构中关键部位,然而,国内外对多层衬砌的研究尚未成熟。本文依托在建的珠江三角洲水资源配置工程中所考究“钢衬-SCC-管片”三层叠合衬砌结构,此种结构较常规双层衬砌结构复杂,其界面形式复杂,缺乏工程经验参考,针对依托工程三层叠合衬砌结构钢衬-SCC及管片-SCC界面,通过设计并开展界面试验、三层叠合衬砌结构抗弯界面性能试验、三层叠合衬砌结构抗弯有限元模型分析等工作,对此种复杂衬砌结构界面的受力性能及变形响应进行初步研究。本文主要工作总结如下:(1)先是基于“钢衬-SCC-管片”三层叠合衬砌结构界面的形式及局部受力工况,设计了钢衬-SCC及管片-SCC界面推出试验及监测方案,然后基于衬砌结构界面的整体受力特点,设计了三层衬砌整体抗弯界面性能试验及监测方案;(2)进行界面试验,分析了两种界面在受剪力或剪压作用力时的界面抗剪承载力及变形性能,包括界面的荷载-滑移、钢衬的荷载-应变、界面两侧混凝土的荷载-应变分析等,以此评估界面的破坏特征、界面抗剪刚度、界面抗剪强度等指标;(3)进行三层叠合衬砌结构抗弯界面性能试验,描述了衬砌结构同时受弯矩及轴力工况下受力变形破坏过程,并通过分析衬砌结构整体挠度变形、界面的相对脱开及滑移变形、管片钢筋及钢内衬应变,探究衬砌结构整体受力时界面的受力变形响应;(4)利用界面试验所获取的相关界面参数,建立衬砌结构抗弯有限元模型与试验对比,验证模型的可靠性和适用性,然后基于验证模型,进行了内水压工况下衬砌结构界面表现的有限元模拟分析,初步探明了内水压力对界面相对变形的影响。最后通过有限元模型分析了不同栓钉间距对衬砌结构界面性能的影响,为钢内衬栓钉设计提供参考。