大断面水下盾构隧道往往管片尺寸大、接头数量多，在较高的水土压力作用下，管片接头抗弯刚度的非线性特性显著，其刚度的取值对管片衬砌结构受力计算结果的影响往往较大。鉴于此，考虑大断面隧道管片接头复杂结构形式、混凝土非线性材料特性以及接缝面复杂接触传力特点，采用大断面管片接头抗弯分析力学模型，分析了超高水土荷载下大断面复杂管片接头抗弯刚度Kθ 的非线性变化规律，总结了一种计算抗弯刚度的经验公式取值方法，并开展接头抗弯足尺试验对取值结果进行验证。结果 表明：接缝轴力不变时，抗弯刚度随弯矩的增大由接触上升段、线性下降段以及非线性下降段组成；接缝面接触传力(抗弯刚度Kθ)一定时，接缝轴力越大，管片接头所能承受的弯矩越大；抗弯刚度与接缝面轴压比的作用关系近似为线性；抗弯刚度与接缝面偏心距的作用关系分为正常使用状态下的小变形区以及伴有混凝土压碎、螺栓屈服特征的大变形区，其抗弯刚度-偏心距关系可分别近似为直线和抛物线关系。通过数据拟合得到了抗弯刚度-偏心距-轴压比的曲面关系，为简化抗弯刚度的计算，采用平面和抛物面组合曲面近视这一复杂的曲面关系。对比接头抗弯足尺试验结果，所提出的抗弯刚度经验公式能得到合理且正确的结果。该研究成果可为大断面盾构隧道的设计、施工以及相关研究提供重要参考。