改革开放以来,随着我国国力日益强盛,经济繁荣昌盛,我国的交通事业已步入高速发展的时代。作为交通工程的重点之一,隧道的建设更是得到了快速的发展。隧道开挖过程中,由于地质、水文情况的特殊性和施工工艺的局限性,围岩超欠挖现象十分常见。现如今,对围岩的超挖问题的处理缺乏理论支撑,在实际的工程中,大都根据工程经验施作回填层,回填层的不规范施工给隧道工程埋下了很大隐患,影响隧道的安全。因此,对围岩超挖回填层材料工程参数的研究就显得十分迫切。本文将区间分析引入隧道工程用来研究隧道回填层材料的工程参数,研究内容包括以下几个方面:(1)综述了隧道超欠挖、隧道回填层材料及回填层工程参数和隧道围岩、衬砌、回填层相互关系研究现状,分析其存在的问题,并提出了用区间理论研究回填层的工程参数。(2)介绍了区间数学的基本理论;对不同围岩级别下隧道超挖进行统计,得出隧道超挖统计值;结合规范分析了不同围岩级别下,隧道衬砌、回填层的几何参数和围岩、衬砌的物理参数,并提出了衬砌结构内力检验标准。(3)建立圆形隧道围岩、衬砌、回填层力学模型,运用弹性力学理论、区间分析,结合边界条件和接触条件推导出隧道回填层变形模量和泊松比的计算模型。结合具体工程案例,分析回填层变形模量和泊松比与隧道应力传递的关系,提出回填层变形模量和泊松比是隧道应力传递重要的影响因素。(4)结合前面分析的隧道围岩、衬砌、回填的各参数,利用有限元软件Ansys模拟各级围岩下标准二车道公路隧道的受力和变形,分析隧道回填层工程参数和隧道衬砌内力和位移的相互关系,引入衬砌安全轴向力作为衬砌破坏标准,运用区间分析和回归分析理论求出Ⅳ、Ⅴ围岩下,标准二车道公路隧道回填层变形模量、泊松比的区间值,所得到的计算结果为今后隧道工程中回填层的设计和施工提供了指导作用。(5)将有限元标准两车道公路隧道用大小半径之和修正的等代圆半径法简化为圆形隧道,结合回填层工程参数计算模型,计算出Ⅳ、Ⅴ级围岩级别下,隧道回填层变形模量区间值。将回填层工程参数理论计算结果和有限元法结果对比,发现理论计算结果和有限元数值法计算结果整体很吻合,从而验证了理论计算模型的正确性,为今后隧道工程回填材料工程参数的选取提供了理论依据。