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围岩压力的性质、大小与分布规律是合理进行隧道支护、结构设计和选择施工方案的重要依据。在保证围岩稳定的同时又允许其有一定程度的变形,使围岩内部应力得到调整从而发挥其自承载能力,进而减小衬砌结构的厚度。本文针对土质隧道开挖过程中围岩变形与围岩压力问题,利用解析分析与数值仿真方法进行了研究,取得如下主要研究成果:1)基于圆形隧道开挖围岩土体力学分析模型,利用应力函数法,获得了考虑围岩支护压力、围岩土体物理力学参数与隧道几何参数影响的围岩应力和位移解析解。围岩拱顶处径向应力沿深度会出现极小值点,该极值点与洞顶之间为释放应力的主要分布区域,即开挖扰动区。给出了不同支护压力下洞顶处开挖扰动区的边界,曲线表明随着支护压力的增大,围岩开挖扰动区减小。2)基于围岩位移解析解,获得了地表沉降槽解析公式。利用解析表达式获得了隧道内壁的支护压力、围岩土体物理力学参数与隧道几何参数对地表中心点和地表沉降槽范围的影响规律。联合隧道围岩应力解析解与Mohr-Coulomb强度准则,获得了考虑塑性应力重分布影响的塑性区边界解析解。提出了临塑支护压力的概念,即当塑性区边界为开挖面时,对应的均布内支撑力,并给出了临塑支护压力的解析表达式。利用塑性区解析解获得了隧道内壁的支护压力、围岩土体物理力学参数与隧道几何参数对塑性区边界大小与分布的影响规律,并与Kastner解进行了对比分析。3)利用土质隧道开挖地层变形的模型试验结果,分析评价了隧道开挖数值仿真模型,对比结果表明,基于土的应力路径本构关系建立的隧道开挖数值仿真模型,较好地模拟了土质隧道开挖模型试验的地层变形规律。基于数值方法,采用土的应力路径本构模型进行不同隧道埋深、隧道半径的数值分析。数值结果表明,当隧道洞顶处埋深与隧道半径之比大于7倍时,隧道无支护稳定状态洞顶竖向位移值与隧道埋深无关,与隧道半径和围岩土体力学参数有关。4)利用弹性理论和数值仿真模型相结合的方法,得到了隧道无支护稳定状态拱顶处竖向位移表达式。联合隧道围岩应力解析解与Mohr-Coulomb强度准则获得了围岩弹性、弹塑性变形的拐点,基于数值方法对拐点进行参数修正,获得了围岩变形压力公式,公式可为隧道开挖系统方案的制定、技术措施的实施提供科学支撑。