随着我国中西部地区基础设施建设的发展，山区高速公路规模不断增加，其中很多路段穿越膨胀土等特殊土地区和滑坡地段。当隧道进出口穿越这些地段时，由于膨胀土和滑坡的共同作用，隧道施工时往往发生地质灾害，严重影响工程的施工质量和进度。因此，研究膨胀土和滑坡共同作用下对隧道结构变形的影响，提出有针对性的防控措施，是十分有必要的。
　　论文依托河南三淅高速公路项目，针对隧道穿越膨胀土滑坡地段工程，采用室内试验、理论分析、数值模拟和现场监测的手段对滑坡地段膨胀土隧道变形机理和防控技术进行研究，主要研究内容和成果如下：
　　1、通过室内试验确定了膨胀土的基本力学指标、膨胀潜势、膨胀力及膨胀率等指标，研究了膨胀土围岩的物理力学特性，考虑体积变形，给出能够更好地估算非饱和土的强度、变形和渗透系数等参数、反映吸力作用下土的持水性能的土—水特征曲线。
　　2、根据弹塑性力学的理论，推导出隧道开挖考虑土体膨胀特性的解析解，得到了不同含水率变化条件下的弱膨胀土围岩特征曲线，该曲线可以反映弱膨胀土围岩吸水膨胀后对支护受力及变形的影响。
　　3、采用FLAC3D有限差分软件，分析隧道洞口段围岩吸水膨胀引起的滑坡滑动对围岩及隧道初期支护结构受力和变形的影响，即隧道开挖支护后、滑坡体纵向错动位移分别为3cm、5cm、8cm、12cm时隧道围岩及初期支护的变形和受力分布情况，并研究削坡卸载对控制滑坡稳定性及隧道受力变形的效果。结果表明，围岩吸水膨胀后隧道初期支护结构沿着纵向发生较大的变形，最大纵向变形位于滑坡体的中间的隧道拱顶部位，为68mm，并随着滑坡的发展，其纵向变形逐渐向拱腰、拱脚部位延伸，位于滑坡体内的初期支护变形增长较快。对山体进行削坡卸载和基底加固方案后，得益于围岩的自重应力的降低和膨胀应力的减小，以及地基桩很大程度地限制了滑坡体向临空面的滑动，故可以大幅减小滑坡体及隧道初期支护结构的应力和变形。“削坡卸载和基底加固”方案对于控制滑坡稳定性及隧道变形具有较好的效果，可以降低工程风险，增强结构稳定性和安全性。数值计算结果和现场的施工实践证明，在不采取卸荷和隧道加固措施的条件下进行隧道洞口滑坡段施工的方案是不可行的。
　　4、针对浅埋膨胀土隧道特征，结合现场监测数据，利用数值模拟对比分析了环形开挖预留核心土法、中隔壁导洞法、交叉中隔壁法对穿越滑坡地段的浅埋弱膨胀土隧道围岩变形的影响。结果表明，在浅埋膨胀土段隧道采用中隔壁导洞法施工可以较好地控制围岩变形及支护压力，是比较合适的施工工法。根据计算结果总结了一套适合浅埋段膨胀土隧道施工方法，为类似工程提供参考。
　　5、通过对隧道穿越滑坡段裂缝变形发展情况及滑坡体特征的分析，认为控制或降低开挖过程中的变形是防止膨胀土隧道滑坡体系破坏的关键。结合数值计算结果，综合考虑滑坡区的地质环境、工期及环保等因素，提出“削坡卸载+基底加固+洞口挡墙支挡”的滑坡治理措施以及浅埋段隧道施工方法。通过治理，滑坡处于稳定状态。同时，通过现场施工反馈可知，采用中隔壁导洞法开挖可有效控制围岩变形及支护压力。研究成果可为类似工程提供参考。