通过分析《铁路隧道设计规范》中二次衬砌结构与普通受压结构在边界条件、平衡方程上存在的差别,认为采用单轴抗拉、抗压强度作为判断高速铁路隧道二次衬砌材料破坏的参数过于安全。以Ⅴ级围岩、350km·h^-1速度的高速铁路隧道为对象,运用MIDAS—NX数值模拟软件建立拟地层—结构模型,推导摩尔库伦强度准则下混凝材料强度参数与单轴强度的换算关系,在此基础上分析二次衬砌的变形特性与极限承载能力,并与二次衬砌受力实测数据比对。研究结果表明:在临界破坏状态下,随着侧压力系数的逐渐增大,洞形由扁平逐渐变到直立;二次衬砌结构受载后,内外侧塑性区的变化受侧压力系数的影响明显;在侧压力系数为1.4时,二次衬砌的承载效果最佳;二次衬砌中的钢筋主要控制衬砌单元的第一主应力（拉应力）;二次衬砌的实际受载量远小于其极限承载能力,因此可对二次衬砌进行"减薄"。