隧道在开挖的过程中会产生很大的围岩压力,可能会导致围岩整体结构发生围岩开裂、围岩变形,甚至会导致隧道坍塌等严重的工程事故发生,因此需要我们在隧道的设计以及施工上要更加的谨慎。在隧道开挖的溶洞地区对溶洞进行充填,能够更加安全、有效的保护隧道,对于充填溶洞的充填材料也是重中之重,既能够环保绿色,也能达到支护要求,这些需要进行更加深入的研究。本文以贵州省都匀市河阳乡附近的白杨洞隧道工程的围岩稳定性为研究背景,综合运用理论分析、理论计算及数值模拟的方法,对溶洞的充填材料的力学性能等特性进行研究,得出在溶洞区域中围岩的应力与变形分布特征的影响规律,以便能够更加有效地进行充填,为溶洞的充填材料又增加了更多的选择。通过数值模拟的体现,为溶洞的充填提供了新方法、新思路,也为后续实际应用提供了指导。以磷石膏、矿渣、钢渣这些废料为胶凝材料,并利用生石灰以及水玻璃提高固废充填体的强度。利用浸水试验以及单轴压缩等试验的试验结果,分析在不同配比下的固废充填体的力学参数变化规律,并最终确定其最优配比。利用SEM试验对所得出的最优配比进行微观观察,从所得出的内部结构特征,通过观察分析该固废充填体力学性能提高的原因。利用数字散斑试验所得到的云图,分析试件破坏时内部力学特性的改变。利用FLAC3D数值模拟,模拟溶洞充填区域溶洞与隧道的距离、溶洞的半径尺寸、溶洞位于隧道不同位置等因素对隧道围岩力学特征的影响,其中包括区域围岩垂直应力、竖向位移、剪应变以及孔压的变化规律等。其中主要结论如下所示:（1）通过胶凝材料试件所进行的测试试验,可以得出:试件抗压强度最大值为试件No.2,为9.35MPa;试件No.10的软化系数最大,为0.88;对胶凝材料进行成本计算,并与充填所用的水泥进行对比,得出最优配比下的胶凝材料成本降低了44%。（2）通过充填体试件所进行的测试试验,可以得出:试件抗压强度最大的为No.2:35%磷石膏、42%矿渣、12%钢渣、8.5%生石灰和2.5%水玻璃的固废充填体试件,为5.4MPa;其弹性模量为最大值,为0.566Gpa;其结实率也为最大值,为99.6%。（3）SEM电镜扫描分析得出,在最优配比下的废料组合能够从微观层面上对固废充填体上的缝隙起到连接、充填作用,抑制试件的变形以及开裂,更加有效的提高了试件的抗压强度和试件的抗变形能力。（4）通过数字散斑试验所得到的云图分析可以得出,当试件达到最终破坏时,试件的裂缝从上到下贯穿整个试件,且试件最终呈现剪切破坏的形式。（5）当溶洞进行充填时,改变隧道与溶洞之间的距离对于溶洞区域内围岩的影响较小,且呈正比例的关系;改变溶洞的半径尺寸对于围岩的影响较小,呈反比例的关系;改变溶洞位于隧道的不同位置对于围岩的影响较大;改变溶洞的形状和溶洞充填物对于围岩的影响较小。对比溶洞区域内充填前后围岩的力学性能,溶洞充填体能够更加有效地控制围岩所带来的压力,保证了溶洞充填后该区域隧道的安全与稳定。该论文有图89幅,表22个,参考文献74篇。