相对于环锚有黏结预应力衬砌而言，环锚无黏结预应力混凝土衬砌仍处于一个雏形阶段，截至目前为止，它依然是高运行水位、工程所处区域岩体条件不理想以及衬砌开裂后恐影响周边建筑物或边坡稳定性的重大输水排水隧洞工程。环锚无黏结预应力衬砌具有锚索沿程预应力损失小、衬砌中的压应力分布均匀、衬砌厚度相对较小、锚具槽数量少、工程造价低和建设周期相对较短等优势。所以，作为正在实施中《水工隧洞设计规范》所推荐的一类新兴衬砌型式的环锚无黏结预应力混凝土衬砌将在今后水利工程中大放光彩。尽管如此，此类衬砌仅在小浪底排沙洞工程等少数工程上得以应用，工程案例相对偏少，同时现有研究多数偏重于方案设计、施工管理等领域。所以，环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构在设计参数计算、锚固区域优化及其可靠性论证都存在一些亟待解决的问题。
　　将小浪底排沙洞作为主要研究对象，以分析其力学和数值有限元模型为主要研究手段，透过小浪底工程多年实际观测数据对环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构进行分析和研究。现将研究结果总结如下：
　　通过对环形衬砌结构弹性力学模型的研究，可以得出环锚无黏结预应力混凝土衬砌的邻锚效应区公式、确定了最大锚索间距的迭加公式，还得到了衬砌厚度及锚索根数的新算法。经验证，理论计算结果与实际观测数据的拟合度较高，而且适用于实际工程中。
　　在环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构有限元建模基础上，结合正交试验理论对其在最高运行水位(120m)时薄弱位置处所产生的最大拉应力进行了分析，得出了适用于该运行水位情况下关键设计参数的最佳组合。同时，在环锚无黏结预应力混凝土衬砌运行期围岩和灌浆圈的作用研究中，发现围岩弹性模量越大，对内水压力的分担作用越明显，而灌浆圈分担内水压力效果不理想。
　　经过对已建工程实例中锚具槽区域出现的种种问题分析后，进一步得到针对锚具槽区域的“强化密实&弱化黏结”新设计方法及其布置优化方案。从有限元分析结果和与运行期衬砌实际观测数据对比结果来看，优化后结构在相同内水压力作用下整个衬砌环向应力均匀，最小环向应力仍为压应力，满足衬砌全预应力的要求。该分析结果对今后类似工程设计有一定借鉴意义。
　　在对环锚无黏结预应力混凝土衬砌锚固可靠性的影响因素分析后看出温度变化对预应力锚索的应力状态具有显著影响，其余因素影响较小;并模拟了环锚无黏结预应力混凝土衬砌运行期间假设端部第一根锚索失效这一最不利工况。