在衬砌管片拼装过程中难免出现环端面不平整(或环缝间垫片局部脱空)的情形，进而在顶推力作用下管片容易产生局部开裂破损，严重时甚至危及衬砌结构安全。鉴于此，以衬砌管片抗剪原型试验为基础，在ABAQUS数值分析平台上建立P2型标准块管片的精细化模型，管片上部设置千斤顶靴板，底部设置垫片并使右侧垫片脱空。在靴板上逐级施加均布荷载，以分析局部脱空情况下衬砌管片在逐级顶推力作用下的力学响应，探讨环端面不平整条件下衬砌管片的裂缝发展过程及抗剪承载特性。数值模拟结果表明：顶推力加载至850　kN，管片脱空端竖向位移达到2　mm，管片内弧面上部出现第1道裂缝，内置钢筋仍处于弹性阶段；加载至1　120　kN，脱空端竖向位移达到6　mm，内弧面上出现2道新裂缝，同时第1道裂缝进一步扩展形成内外贯穿性裂缝，即管片裂缝发展过程大致为内弧面→上环端面→外弧面，且裂缝附近上层纵向钢筋达到屈服强度；考虑到内外贯穿裂缝给衬砌管片带来较大渗漏水隐患，认为P2型标准块管片的抗剪承载力(即屈服荷载)约为1　120　kN。将数值模拟结果与原型试验结果进行对比，二者所得管片裂缝分布与扩展规律大致一致，抗剪承载力基本相符，验证了数值模拟结果的可靠性。研究成果可为盾构隧道的衬砌设计与掘进施工提供参考依据。