大量运营中的盾构隧道统计表明,隧道结构受外部作业的影响诱发过大横向变形的现象日益普遍,由此引发隧道直径收敛过大、纵缝张开、管片压碎掉块、隧道渗漏水、管片开裂等严重病害,危及隧道的正常运营和结构安全。横向变形是由盾构隧道的横向刚度决定的,修正惯用法以匀质环模拟带接缝的管片衬砌环,采用横向刚度有效率来反映匀质环隧道横向刚度的折减,三者之间存在一一对应的关系。现有的横向刚度有效率取值研究多局限于弹性变形阶段,较大变形阶段的隧道结构简化计算模型中的刚度有效率取值则缺乏准确性与合理性。本文以此为背景,针对盾构隧道横向变形及横向刚度有效率的取值问题开展了全加载过程的三维精细化数值研究工作。研究成果可为盾构隧道的使用与维护提供有价值的参考,进而完善盾构管片衬砌结构的计算分析理论。研究内容与取得的成果总结如下:(1)以广州地铁典型盾构隧道管片衬砌结构为原型,运用非线性结构分析软件,建立了横向匀质、通缝及错缝拼装的两环(1/2+1+1/2环)三维精细化数值模型,进行了拱顶竖向线荷载下的模拟计算,针对盾构隧道管片环直径变形量、径向变形量、纵缝张开量及混凝土裂缝四个方面进行分析,得出了通缝和错缝拼装盾构隧道的横向变形特征及其发展规律。(2)结合已有研究成果,提出了一种新的横向刚度有效率的计算方法。根据上述隧道加载模拟的一系列直径变形结果,计算得到了通缝和错缝拼装盾构隧道横向刚度有效率的取值及其变化规律。(3)根据盾构隧道结构设计与施工特点,针对螺栓预紧力、螺栓强度等级和钢筋强度等级三个影响因素开展了敏感性分析,研究了对通缝和错缝拼装盾构隧道横向变形及横向刚度有效率取值的影响。