引水发电隧洞作为引水建筑物,其安全与否对整个工程的安全起着至关重要的作用。隧洞通常在岩体或土层中开挖而成,工程中的开挖会引起应力重分布,确定围岩的稳定和安全才能保证整个建筑物的安全。对衬砌稳定性核算的目的是核算隧洞衬砌的强度在设计规定的荷载组合下能否满足设计方面的要求。本文以万家口子水电站引水发电隧洞中的衬砌结构为例,对衬砌结构进行了较为系统的研究。首先阐述了洞身横断面和衬砌构造类型;其次以确定作用在衬砌上的各种荷载,然后以实际工程万家口子水电站引水发电隧洞为例用结构力学方法计算水工隧洞衬砌的结构内力。在分析过程中使用结构力学法和ANSYS软件建立有限元模型两种方法分别进行分析和研究,对引水发电隧洞的施工期、运行期以及检修期进行数值模拟分析,研究分析衬砌结构的位移、应力和内力的分布情况。最后,把衬砌的位移、应力和内力的变化结果与设计要求进行对比,得出衬砌结构满足设计要求的结论。因为考虑到衬砌结构在施工期、运行期以及检修期三种工况下产生的应力、剪力和弯矩不同,所以有必要对衬砌结构在不同工况下分别进行有限元模拟分析,分析三种工况下位移、应力和内力的变化情况,并与结构力学计算出来的结果进行对比分析,得出分布规律基本一致,证明了有限元软件对衬砌结构仿真模拟分析的可靠性。本文的计算和数值模拟分析,反映了不同工况下衬砌的位移、应力和内力的变化情况,可以得到衬砌位移、应力和内力的分布规律。计算的过程和结果一方面为实际工程的设计和施工提供了依据,另一方面也为同类工程的建设提供了参考。