目前,国内外对沉管隧道管节接头形式的研究偏多,但是对沉管隧道半刚性管节节段接头的力学性能研究较少。当水下发生复杂的差异沉降作用时,半刚性管节节段接头剪力键对沉管隧道的安全性十分重要,本文以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程背景,主要对差异沉降作用下的沉管隧道半刚性节段接头剪力键的力学性能进行研究。论文以国家自然科学基金项目“沉管隧道半刚性管节节段接头力学性能研究”(项目编号:51708368)和河北省自然科学基金项目“整体式沉管隧道差异沉降下接头结构性能劣化机理研究”(项目编号:E2018210145)为依托,针对沉管隧道半刚性管节预应力筋对节段接头力学性能影响机理尚不明确问题,采用理论分析、数值模拟、室内模型试验等方法,开展了预应力筋作用下的半刚性管节节段接头力学性能深入研究,得出预应力筋对管节节段接头受力具有积极作用的结论,这对今后半刚性管节运营阶段的安全性维护有十分重要的指导意义。首先,通过理论知识对沉管隧道荷载作用进行分析,重点考虑沉管隧道节段接头受力较大的荷载因素,选取纵向地基刚度不均匀、不均匀回淤这两种情况,研究其对半刚性管节结构的影响,以弯曲工况与直剪工况为主要研究对象。其次,采用ANSYS有限元软件对差异沉降作用下半刚性管节节段接头力学性能进行数值模拟,通过制作室内物理试验模型并精心设计试验平台,选用1:10的比例尺对半刚性管节节段进行物理模型试验研究。实验结束后,将数值模型和物理试验结果进行对比分析,得出剪力键及接头接触部分的受力特征。最后,以三维数值模型、室内物理模型试验为指导,开展细致分析,得出最优结论,同时对未来可能出现的其他复杂受力状况进行展望。此次研究对今后差异沉降作用下沉管隧道半刚性管节节段接头方面的力学性能与实际工程设计具有一定的指导与借鉴意义。