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针对隧道衬砌结构特点,根据温度场分布规律,对隧道衬砌结构在火灾情况下的变形和承载力进行数值模拟计算,分析隧道衬砌结构应力应变变化规律。结果表明：当衬砌温度升高后,隧道衬砌结构内应力应变发生较大变化,应力接近混凝土极限抗压强度;在火灾过程中由于混凝土强度急剧下降而导致衬砌结构有效厚度变薄以及其力学性能降低,结构承载能力大幅度下降,极大降低了衬砌结构的安全性。