近些年来,公路隧道和地下轨道交通的建设越来越多,遇到的地层情况也逐渐多元化,复杂化,基于均质岩层的分析方法并未全面考虑地层的性质及物理力学参数的差异,已难以满足复杂组合地层工程建设的要求,薄岩厚土地层隧道即为代表之一。由于岩土层性质差异较大,目前尚无成熟的理论体系,也无相关参考规范,因此,薄岩厚土地层隧道围岩应力及位移特性的研究已成为亟待解决的问题。本文基于有限元分析软件,采用数值模拟的方法对薄岩厚土地层隧道围岩应力及位移特性展开研究,对岩土层分界面上的竖向应力进行近似定量分析,结合正交试验,确定了岩土层分界面上竖向应力的主要影响因素,根据最小二乘法原理,建立了相关多元非线性回归模型。结合岩土层分界面上的竖向应力和经典围岩压力计算理论,探讨了薄岩厚土地层隧道围岩压力计算方法。本文取得以下研究成果。(1)薄岩厚土地层隧道(V1-V1组合地层)拱顶路径的最大主应力方向及数值变化有其独特性,最大主应力沿拱顶路径变化的剧烈程度以及最大主应力峰值均受到隧道拱顶至岩土层分界面距离的影响;薄岩厚土地层隧道拱顶沉降和边墙水平位移与同等级岩质围岩相比有所差异,而拱底隆起位移则大致相同。(2)对于薄岩厚土地层隧道(V1-V1组合地层),岩土层分界面上的竖向应力受土层厚度、隧道拱顶至岩土层分界面的距离、岩层的内摩擦角以及黏聚力的影响较大,它们之间符合相关非线性回归模型。(3)采用岩土层分界面上的竖向应力替代土层,建立等效模型,结合太沙基理论、谢家烋理论以及比尔鲍曼理论,探讨了薄岩厚土地层隧道围岩压力计算方法;结合工程实例,进行理论计算值和实测值比对,从径向围岩压力的分布上和数值上作出分析。