收敛约束法作为隧道初步设计的经典方法,被广泛应用于隧道及地下工程中,但其在计算精度和计算效率方面仍有较大的改进空间,本文基于收敛约束法及其相关理论,针对财神梁隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩的工程地质情况,通过理论分析、编程计算和数值模拟等手段,对收敛约束法的求解方法进行了研究,主要内容如下:(1)基于虚拟支护力的概念,给出了弹塑性条件下的虚拟支护力计算式;求得了适用于财神梁隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩的无支护LDP曲线计算式;根据虚拟支护力与无支护LDP曲线间的关系,得到了适用于财神梁隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩的虚拟支护力计算式。(2)通过对隧道支护作用进行纵向解析,得到了弹塑性条件下考虑了虚拟支护力p*和支护阻力ps作用的隧道壁径向位移沿纵向的分布曲线计算式,并通过对应关系建立起了 GRC、SRC和LDP曲线间的函数关系,实现了对收敛约束法的函数求解。然后根据财神梁隧道V级围岩的工程地质情况,对支护刚度Ks和支护位置xA进行了参数分析,结果表明,针对财神梁隧道V级围岩段,相较于支护刚度Ks,支护位置xA的影响效果相对明显,据此可能实现较为经济的支护选择方案。(3)根据GRC、SRC和LDP曲线间的函数关系,依据财神梁隧道Ⅲ、Ⅳ、V级围岩的工程地质情况,实现了对最小支护刚度Ks及其支护位置xA的Python程序求解。求得算例中财神梁隧道Ⅲ级围岩参数条件下的理想最小支护刚度值为0.143 GPa/m,其支护设置的位置约为距开挖面2.4m处;财神梁隧道Ⅳ级围岩参数条件下的理想最小支护刚度值为0.243 GPa/m,其支护设置的位置约为距开挖面0.4m处;财神梁隧道Ⅴ级围岩参数条件下的理想最小支护刚度值为0.299 GPa/m,其支护设置的位置约为距开挖面Om处。综上,本文基于财神梁隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩段工程地质情况的算例分析,通过与数值模拟和现场实测数据对比,对理论解结果进行了初步验证,对算法求解的适应性进行了初步分析。此外,本算法求解方法及其适用性范围需进一步通过工程类比及实测进行验证。