چکیده: توسعه روزافزون تونل‏سازی سپری نیاز به طراحی دقیق پوشش متشکل از قطعات پیش ساخته بتنی (پوشش سگمنتال تونل) را افزایش داده است. از طرفی به لحاظ قطعه‏ای بودن این نوع پوشش، لحاظ نمودن اتصالات بین قطعات مذکور (سگمنت ها) ضروری است. در این راستا، مدل‏های متعددی بر مبنای آنالیزهای تحلیلی و عددی و آزمایشات آزمایشگاهی و میدانی برای ارزیابی تاثیر اتصالات طولی و حلقوی پوشش ارائه شده است. اغلب روش‏های مذکور با ساده‏سازی‏هایی همراه بوده و حتی در برخی مدل‏های رفتاری توسعه یافته نیز سختی محل اتصالات، مستقل از تنش ایجاد شده در آن سطح ارائه شده است. مقدار این سختی تابعی از هندسه تماس، مشخصات مکانیکی اجزاء و شرایط بارگذاری می‏باشد. لذا با توجه به وابستگی سختی محل اتصال به مقادیر تنش‏های نرمال بر سطح تماس، در تحقیق حاضر به منظور بررسی عملکرد برشی و نرمال سطوح اتصال طولی سگمنت‏ها، حدود 100 آزمایش برش درزه در محدوده تنش نرمال 25/0 تا 2 مگاپاسکال، بر روی سطح اتصال صاف و شیاردار قطعات بتنی در سه حالت سطح اتصال ساده بتن با بتن، با نوار آب‏بند و بولت‏دار انجام شده است. روند تغییرات مدول‏های عکس العمل برشی (k_s) و نرمال (k_n) بر حسب تنش نرمال در محل اتصال (σ_n) در حالت تماس ساده بتن و اتصال نوار آب‏بنددار، تک خطی و در حالت اتصال بولت‏دار، چند خطی بوده که بطور متوسط با دقت بالای %98 بدست آمده اند. در این تحقیق، تاثیر وجود نوار آب‏بند بر روی ضرایب سختی نرمال و برشی توسط آزمایشات مذکور مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای مقایسه و ارزیابی میزان کارائی روابط ارائه شده و محدوده عملکرد مدول‏های عکس العمل بدست آمده در محل اتصال سگمنت‏ها در شرایط مختلف، مدل‏های ساده تیر و فنر متعددی از یک پوشش سگمنتال تونل شهری، مورد تحلیل قرار گرفته است. در تحقیق حاضر مقدار ضریب سختی فنر پیچشی با بررسی و ارزیابی متون فنی سابق استخراج گردیده و تاثیر آن بر نتایج تحلیل مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین به منظور بررسی شرایط لازم برای تحقق رفتار لغزشی و عملکرد بولت در محل اتصال طولی سگمنت‏های بولت‏دار، تاثیر هر کدام از پارامترهای محیطی دخیل در مدل‏سازی و حساسیت رفتار غیرخطی سطح تماس بولت‏دار، نسبت به تغییرات هر پارامتر مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. از طرفی برای ارزیابی رفتار تماسی اتصالات طولی بین سگمنت‏ها در حالت سه بعدی، بر اساس نتایج آزمایشات درزه مذکور، ضریب اصطکاک مناسبی برای المان تماس اصطکاکی ارائه شده و با مقادیر موجود در ادبیات فنی گذشته و همچنین زاویه اصطکاک لغزش آزاد نمونه‏های بتنی بدست آمده از آزمایش شیب‏سنجی قطعات بتنی، نیز ارزیابی شده است. لذا مدل المان محدود سه بعدی از نمونه بتنی آزمایشگاهی با سطح تماس سخت و اصطکاکی از محل اتصال دو قطعه بتنی ساخته شده و با برخی نتایج آزمایشگاهی کالیبره گردید. در نهایت مدل المان محدود سه بعدی کالیبره شده‏ای از یک حلقه کامل پوشش سگمنتال تونل واقعی ساخته شده و در شرایط یکسانی با مدل دو بعدی ساده تیر و فنرهای تماسی پیشنهاد شده در این تحقیق، مقایسه شده است. نتایج کلی این تحقیق نشان دهنده آن است که مدل تیر و فنرهای تماسی پیشنهاد شده در این تحقیق به سادگی و با دقت مناسب می‏تواند برای ارزیابی رفتار پوشش سگمنتال تونل مورد استفاده قرار گیرد.