近年来，随着我国高速铁路的迅速发展，穿越高应力区且恶劣地质环境的长大软岩隧道工程不断涌现。这类隧道处于高地应力、高温度、高渗透压力以及较长时间效应下，岩体极易出现大变形，甚至产生破坏。目前，对于高应力形成的软岩大变形问题，尚没有统一的认识。因此，研究高应力条件下的软岩大变形问题具有重大的现实意义。 本文所依托的宜万铁路 (湖北宜昌～重庆万州)堡隧道位于湖北省长阳县的贺家坪镇和榔坪镇之间，全长11595m，为宜万铁路的重点工程和控制性工程。由于隧道穿越区域地质条件极其复杂，地应力高、隧道埋深大、岩体强度低，在施工的过程中，多次出现大变形问题，严重地影响了施工进度。本文结合堡镇隧道的实际情况，展开了对软岩大变形的机理以及整治措施的研究，将理论与实际相结合，在对软岩隧道的大变形的机理和控制对策方面取得了一定的成果。 论文首先对隧道工程区域内的工程地质条件进行了深入的分析，在此基础上对堡镇隧道软岩的地质特征以及工程特性进行研究，这些都后面对大变形的机制研究提供一定的理论指导。随后，文章结合国内外大变形的分级标准，给出了堡镇隧道围岩大变形的分级。而后对软岩隧道围岩变形的主要影响因素进行了研究，并对堡镇隧道软岩变形的具体特征进行了分析，在此基础上，得出了软岩变形的演化机制和软岩变形破坏机理。接着，文章对软岩隧道围岩稳定性进行了计算，给出了隧道围岩变形的弹塑性解，并对影响变形的参数进行了敏感性分析。接下来，文章又根据堡镇隧道围岩的特性，用大型通用非线性有限元软件 ADINA 进行了数值计算，计算结果与现场监测结合吻合较好。而后，又通过数值方法对隧道变形的影响因素进行了研究。最后文章对大变形段的整治原则、开挖方法、支护措施、监控量测技术进行了探讨，并针对堡镇隧道的具体情况，给出了堡镇隧道软岩大变形段的支护措施。 本文的主要内容及结论如下： (1)结合有关资料，通过对堡镇隧道工程区的自然地理条件、地层岩性、地质构造、水文地质条件、应力场特征的分析，指出堡镇隧道将会产大变形，以及进一步研究软岩大变形问题的重大现实意义。 (2)软岩的定义级大变形的分级标准研究。根据堡镇隧道的工程地质条件，给出了软岩的定义：以砂质页岩、粉砂质页岩等岩石为主的软岩隧道中，在岩性、地下水、高地应力、岩体结构等控制条件下，围岩发生具有显著的时间效应的塑性变形，变形超过警界值，且没有缓和的趋势，最终累计变形量超过设计预留变形量，或有超过设计预留变形量的趋势，便认为发生了隧道围岩发生大变形。综合各种软岩大变形的分级标准，指出堡镇隧道为Ⅰ级大变形。 (3)软岩大变形的变形理论研究。文章分析了堡镇隧道围岩变形的主要影响因素，在此基础上给出堡镇隧道软岩大变形的变形破坏特征，以及变形的演化机制和大变形的机理。然后将堡镇隧道软岩变形问题简化为平面应变问题，建立了力学模型。并应用弹塑性理论，给出了软岩变形的弹塑性解，而后结合力学参数，分析了埋深、隧道断面大小、内摩擦角和粘聚力等因素对软岩变形的敏感度。 (4)软岩大变形的数值模拟分析。运用大型有限元软件ADINA模拟研究了复杂条件下深埋长大软岩隧道开挖后的应力状态、变形大小以及塑性区的分布等非线性变形规律。通过模拟着重分析了隧道半径、侧压系数λ、隧道埋深以及弹性模量对隧道围岩变形的影响。指出隧道围岩变形量与洞径、侧压系数λ、埋深、及力学参数密切相关：在其它条件相同时，洞径越大，变形量越大；沿直压力一定时，侧压系数λ越大，塑性区的范围越大，并且在λ<1、λ=1、λ>1时，塑性区分别呈不同的形状；在其它条件相同时，埋深越大径向位移量越大；弹性模量与拱顶、拱腰的变形量呈幂函数关系。 (5)软岩大变形的整治措施研究。文章提出了大变形的整治原则，在此基础上分析了大变形隧道的开挖方法，支护措施和大变形的监控量测技术。最后，针对堡镇隧道的具体情况，给出了软岩大变形段的具体整治措施。 总之，本文系统地研究了软岩大变形的机理以及整治措施，为堡镇隧道的“安全、经济、优质、快速”施工提供有力的技术支撑，同时也为今后这类隧道的设计、施工提供了有益了参考。