近几年,随着我国城市轨道交通系统的快速发展,隧道结构在城市发展中的地位越来越突出。无论是长大隧道还是地下铁道结构都累积了丰富的施工能力及经验,但是大量投入使用运营阶段的隧道结构都不同程度地出现了侧墙变形、裂缝、砌体脱落以及渗漏水等现象,有些甚至严重到干扰铁路线路的正常使用,实践证明当无变形缝时,这种情况会更加明显。尤其在不同地域围岩地质变化多端、隧道内外温差较大时会严重影响结构的受力性能要求。但目前在隧道结构研究方面大多侧重于对隧道开挖施工过程的模拟分析或是对变形缝防水渗漏的分析,而缺少对隧道变形缝结构设计的研究。变形缝作为隧道的重要细部结构,对结构的受力性能起着不可忽视的作用。基于上述问题,本文主要研究了通过合理设置变形缝以减少温度因素和地质因素对隧道结构的影响,就以下几个问题进行了一些研究。首先介绍了隧道结构国内外研究现状和应用现状,提出了本次研究的目的和意义。介绍了围岩分级、隧道温度场和变形缝设置概况;详细讨论了隧道围岩分级及受力特性研究方法。结合本工程实际情况进行了围岩分级及材料划分;针对隧道热传递方式的不同合理选择了热分析单元,选取热物理参数后建立不同温差下的稳态温度场;针对围岩不均匀沉降及温差变化情况合理的设置隧道变形缝。探索变形缝设置机理及安全可靠性要求;用ANSYS有限元软件建立了隧道的三维荷载-结构模型,对不同围岩等级和不同温差下隧道变形缝有无情况进行数值模拟分析。并对两种工况下的受力特性及安全可靠性进行了对比,提取支护拱顶处节点位移和应力数值进行曲线模拟分析研究,讨论了有无变形缝情况下结构的受力性能。通过在不同围岩等级和不同温差情况下有无变形缝数值模拟研究,说明了隧道结构中变形缝的合理性。总结得出了隧道变形缝对隧道结构受力影响的基本规律,探讨了有无变形缝和结构安全可靠性之间的关系,以期为工程实践提供有价值的参考。