摘要：杭州地铁1号线由于浅层沼气的存在,使得运营阶段隧道衬砌在承受地层压力的同时还可能承受到冲击荷载,如高压浅层气的突出、爆炸等情况。本文以杭州地铁1号线、西安地铁2号线、狮子洋盾构隧道、广州地铁2号线为背景,对变换局部荷载边界条件下自由变形法理论解的修正和冲击荷载下衬砌最大内力的理论解做了较为系统的研究,其主要研究内容如下：(1)对自由变形法和日本三角形反力法的内力计算公式做了理论推导,明确了推导过程与推导思路,为冲击荷载下衬砌瞬时最大内力的理论式推导提供了理论基础；(2)在各工程实例的计算对比中,自由变形法的优势在于计算简便快速。自由变形法适用于软土地层,导致自由变形法计算偏差的最大原因是侧向压力的理论计算值与实际值差别过大。在侧压力系数较低的土层中应用自由变形法时,可以通过修正侧压力系数的方法对其计算结果做出修正,提高其计算精度和适用范围。(3)以自由变形法为理论基础,推导出了冲击荷载下衬砌最大内力的理论计算式与时程内力计算式,并与试验结果进行了计算对比。