临海隧道承受高水压力,围岩、防水层、复合衬砌之间存在着复杂的传力、导水方式。本文将研究不同的复合衬砌间的界面接触形式,以及防水层存在与否及形式的不同,对复合式衬砌的内力特征及荷载分担的影响。拱北隧道在世界上首次采用“管幕+冻结”工法进行预加固,本文将对冻结圈层解冻前、后,复合衬砌内力特征及荷载分担比例进行研究。复合式衬砌作为我国及世界上大多数国家山岭隧道支护方式,当前对于其设计方式和理念存有不同看法,有必要进一步探究临海复合式衬砌荷载分担比例。本文以拱北隧道暗挖段为工程背景,基于地层-结构法的计算模型,研究复合衬砌间的不同界面接触模型中支护结构的内力特征,系统研究了临海隧道中复合衬砌荷载分担比例和内力特征。本文的主要内容和结论如下:（1）通过查阅国内外文献,系统梳理当前对隧道复合衬砌荷载分担问题的研究成果,总结了复合衬砌的结构形式、计算理论、支护结构安全性评价的方法。阐述了“叠合梁”模型下简化圆形衬砌中初支与二衬的传力系数的解析解法。在理论上探讨了不同形式衬砌间接触以及不同形式防水层与衬砌间界面接触状态对复合衬砌受力的影响。（2）基于地层-结构法的理论,通过数值模拟软件ABAQUS建立拱北隧道暗挖段三维实体模型,研究了管幕+冻土形成的等效冻结圈在解冻前后,复合衬砌结构各层衬砌内力及荷载分担比例的变化规律。结果表明,复合衬砌各层衬砌解冻前、后,其轴力、弯矩最大值都位于墙脚,其也是安全系数最小的截面,是受力最不利位置;冻结圈解冻增大了复合衬砌的整体内力,但并不影响复合衬砌的内力分布规律。解冻前、后,初支荷载分担比例最大,是主要的承压结构;三衬荷载分担比例低于10%,仅作为安全储备。（3）衬砌间无论设置防水层与否,初期支护分担荷载比例最大,三次衬砌分担荷载比例最小。在冻结壁解冻后,设置防水层时,三次衬砌分担荷载比例比不设置防水层时大得多,达到30.0%,不设防水层时仅为9.5%。（4）衬砌与防水层间紧密贴合时,解冻前、后三次衬砌分担荷载比例明显上升,由14.6%上升为30.0%;防水层与衬砌之间允许分离时,解冻前、后,三次衬砌分担荷载比例由30.7%上升为33.9%,上升并不明显。（5）衬砌界面间有无剪力对复合衬砌轴力分布规律有较大影响,而对弯矩分布规律影响不大。衬砌界面间有无剪力对拱肩、拱脚和墙脚位置的内力影响较大。但对内外层衬砌安全系数影响的效应并不相同。在界面间有剪力时,对外层衬砌的拱肩和拱脚表现为不利,对墙脚表现为有利;对内层衬砌则相反,拱肩和拱脚表现为有利,对墙脚则表现为不利。（6）衬砌界面间有无粘结对复合衬砌轴力和弯矩分布规律都有明显影响。衬砌界面间无粘结时相比于衬间有粘结时,外层衬砌所受轴力和弯矩普遍较大;同时,外层衬砌安全系数相对更小。