近年来我国隧道建设飞速发展,同时大量已建隧道衬砌在人为、自然长期作用下会出现诸如碳化、开裂、脱落等等病害。针对上述问题,本文鉴于UHPC的超高性能,提出了一种将其应用于隧道衬砌加固的新方法,并着手开展受弯状态下UHPC加固混凝土梁以及复杂受力条件下UHPC加固隧道衬砌数值试验,揭示了UHPC加固隧道衬砌的弯压承载性能,确定了衬砌安全性评价和加固效果量化方法,为工程实际加固设计提供了切实可行的新思路。本文主要成果如下:（1）基于已有研究成果确定了合适的UHPC、混凝土、UHPC-NC界面本构和参数,通过UHPC加固混凝土梁四点弯曲试验探讨了不同UHPC-NC界面强度、裂缝深度对其加固机理、极限承载力、破坏模式的影响,进一步分析其加固效果。结果表明:在UHPC-NC界面具备一定粘结强度的前提下,UHPC加固层不仅能明显提高复合梁极限承载力,还能有效提高截面刚度、结构延性,值得注意的是过高的UHPC-NC界面强度会牺牲复合梁部分延性;复合梁在裂缝发展初期,其极限承载力对裂缝发展更为敏感,故而实际工程加固中应尽快施作UHPC加固层,令其更安全地运营。（2）建立地层作用下的UHPC加固隧道衬砌数值模型,分析了不同UHPCNC界面强度、裂缝位置及深度对UHPC加固隧道衬砌的加固效果影响。结果表明:UHPC加固层除了能够明显提升衬砌结构的安全系数外,还可使衬砌结构受力更为均匀,充分利用混凝土材料抗压强度高、抗拉强度较低的特点,避免材料性能的浪费。（3）结合后云台山隧道衬砌实况,对UHPC加固隧道衬砌的加固效果进行实例分析,分别从衬砌结构安全系数、位移场及围岩屈服接近度的角度验证了UHPC加固隧道衬砌的有效性及适用性,为工程实际中隧道衬砌加固设计开辟了新道路,新方法。