近年,我国跨江海水下隧道建设迎来了高速发展时期,采用盾构法施工的隧道在其中所占比重极大。大型跨江海水下隧道断面大、长度长、埋深浅,地质情况多样,导致衬砌结构的计算荷载变得极为复杂,管片衬砌结构受力状况的研究己成为需要迫切解决的重大课题。论文以铁道部重大科技项目——高速铁路水下盾构法隧道关键结构技术研究为背景,以广州狮子洋隧道大断面原型管片衬砌结构为研究对象,以大型原型试验结合有限元数值模拟分析为研究手段,对通缝式拼装管片衬砌结构在不同水土压作用下的整体内力规律与破坏特征进行研究。本文主要内容包括：1、利用“多功能盾构隧道结构体原型加载系统”对通缝式拼装条件下管片衬砌结构进行原型加载试验。其中,对拉梁用于对管片环结构施加径向压力而产生弯矩；环箍梁用于对管片环结构施加环箍力而产生轴力,以此模拟水压。研究在不同荷载作用下原型通缝式拼装管片衬砌结构的力学特征。最后通过破坏试验,获得了数值模拟计算不能表征的结构的破坏特征。2、采用基于“梁—弹簧模型”的有限元数值分析方法,模拟原型加载试验,通过对通缝式拼装管片衬砌结构在不同荷载作用下的弯矩、轴力计算分析,对比原型试验测试数据,初步探明了管片环衬砌结构的力学特征。