随着我国经济、技术和科学的飞速发展,交通运输、水电、水利、城市地下交通和空间利用等,都对地下工程在难度上和质量上提出了更高地要求。近些年来,为了满足社会快速发展和经济的需要,世界各地各种用途的地下洞室工程的建造发展迅猛,其主要表现形式和发展趋势就是隧洞的埋深和长度不断增加。地下洞室与一般的土建工程相比,牵涉到很多不确定因素,比如地质条件、温度等,使得地下洞室开挖施工可能遭遇到如高外水压及高压涌水、高地应力及岩爆、高地温、高瓦斯有害气体等一系列地质灾害问题,这些问题成为制约深埋隧洞建设快速发展的主要因素。因此,地下洞室围岩稳定分析尤为重要。本文以大型有限元计算软件ANSYS为依托,建立城门洞型无压水工隧洞为研究对象,主要研究了输水隧洞开挖的围岩稳定性以及衬砌的受力特征,具体做了以下工作：基于大型有限元软件ANSYS,建立了城门洞形输水隧洞模型为研究对象,以D-P准则为屈服准则,对输水隧洞进行了非线性计算,得出了了城门洞型输水隧洞围岩的受力特性,塑性区发展特性。并对围岩位移和应力敏感性进行了分析,得出了围岩稳定与侧压系数、内摩擦角、粘聚力的关系,并仔细分析了塑性区发展和塑性应变与侧压系数,内摩擦角,粘聚力的关系。其次计算了城门洞型水工隧洞衬砌的受力特性,找出了衬砌的最大受力区域,分析了衬砌厚度对衬砌内力的影响。计算结果表明,衬砌受力最大处在直墙的下部,并且衬砌越厚对衬砌受力越大,这一结果对实际工程具有一定意义。