近年来,高填方明洞在公路和铁路工程中的应用非常广泛,研究者借鉴涵洞结构的减载措施,采取了许多相类似的减载方法对明洞的卸载措施及卸载机理进行了研究,有效的降低了明洞洞顶土压力。然而,这种高回填是人类在短期内重构形成的,相比于已沉积上百万年的自然土壤而言,回填压实黄土处于松散状态,后期会出现土体固结蠕变,使得结构正上方土柱与相邻土柱之间出现相对沉降,产生摩擦力或剪应力,影响高填方结构的安全稳定。另外,随着明洞上方填方量的增大,填土固结蠕变导致的高填范围内土压力及位移的改变无法忽略,且填方越大,固结蠕变非稳定期越长。因此,本文利用基于离散元理论的颗粒流软件PFC2D,从宏、细观多尺度对考虑黄土固结蠕变作用下减载前后高填明洞周围土压力传递机理和变化规律进行深入研究,以期提高明洞结构的长期安全性。主要研究内容如下:（1）首先,对本文离散元数值试验中所用软件PFC2D、相关理论及材料宏细观参数的确定进行了介绍。然后,针对本文所涉及的不同压实度的回填黄土建立了数值双轴试验,通过与张豫川[29]固结蠕变室内试验所得宏观力学性能的对比,确定了不同工况下黄土材料在颗粒流程序中所需Burger’s模型的细观参数,为后文明洞模型的建立提供了相关的依据。（2）建立高填黄土明洞颗粒流数值分析模型。通过分析土压力和土颗粒位移等宏观指标、接触力链、土颗粒速度矢量、孔隙率和配位数等细观指标的变化规律,得到高填黄土明洞周围的土压力传递机理和土体固结蠕变效应对明洞周围土压力的影响规律。同时,分析固结蠕变作用下断面型式和填料性质变化对明洞周围土压力的影响,得到各因素对明洞周围土压力的影响特性。模拟结果表明:回填土的固结蠕变使高填明洞周围的应力重新分布,反过来,应力的重分布又诱发了土体初始固结和蠕变的进一步循环。随着固结蠕变过程的进行,明洞顶的应力集中和边坡效应均减弱,最终使得竖向土压力与地应力相平衡。在固结蠕变稳定后,土颗粒的竖向位移呈倒“V”形,最大工后沉降出现在H-H截面中心处,为0.98m,其占总沉降的93%,且内、外土柱的沉降差随着时间的推移逐渐增大。此外,压实度和断面型式对明洞土压力亦有一定的影响。（3）建立高填黄土减载明洞颗粒流数值分析模型。研究土体减载后的力学特性,重点从宏观和细观角度分析考虑土体固结蠕变时不同减载措施（低压实土、低压实土+混凝土柱）对明洞周围土压力传递机理和固结蠕变演化规律。模拟结果表明:在高填方明洞顶部设置低压实土时,由于其自身的变形卸载了明洞顶部分土压力,明洞顶部的荷载转移至明洞两侧,明洞顶部的竖直土压力显著降低。但随着土体固结蠕变的发展,低压实土的减载效果会被严重削弱,固结蠕变稳定后洞顶土压力值会增大到γh附近,同时低压实土的存在也增大了明洞侧向土压力。因此,本文在低压实土存在的同时,在明洞两侧设置了混凝土柱,使得明洞顶的荷载转移到混凝土柱上方,有效地降低明洞上方外土柱土体的沉降,减小了明洞侧向土压力和明洞顶垂直土压力,对明洞结构体系进行了优化。