在地下洞室施工过程中，随着开挖掌子面的掘进，掌子面附近处隧道周围应力的方向和量值均发生明显改变，掌子面经过后应力重分布完成。应力场的重分布对岩石脆性破坏、岩石强度的降低以及岩体的稳定性有着至关重要的作用。目前国内外关于开挖扰动区的特征研究较多，但是对于开挖扰动应力场的研究较少。针对该现状，本文以圆形隧洞为研究对象，研究了开挖卸荷作用下隧洞周边围岩的应力调整及转换机制、应力场扰动机理及其分区分布特征及影响因素。主要研究内容包括：　　 ⑴总结了不同岩体应力状态的表述方法及平面应变条件下圆形隧洞围岩内应力状态分析的解析解，根据围岩内应力三维度的变化特征，研究了应力三维度与应力状态之间的对应关系和基于Kastner解下应力三维度的计算公式。在此基础上，形成了基于应力场的开挖扰动分区方法和相应的应力扰动评价指标，根据本分区方法，隧洞开挖后围岩内的应力扰动可以分为应力突变区、应力调整区及原岩应力区三个区域。　　 ⑵选用圆形隧洞水平对称轴上及铅直对称轴上应力突变区临界半径RA及临界应力三维度RA-Bσ四个参数作为应力场扰动的评价指标，研究了不同岩体力学性质、不同埋深以及不同侧压系数λ三个重要因素对开挖扰动应力场分布规律的影响，并通过极差分析研究了不同因素对开挖扰动应力场的影响主次。研究表明:侧压系数λ反映了水平构造应力与垂直应力的比值，反映了应力场的不均匀性，影响的是水平轴与铅直轴应力场分区的相对大小。作为内在因素，岩体力学性质的变化对开挖后扰动应力场的影响次于侧压系数的影响，埋深条件改变对开挖后扰动应力场的分布影响最小。　　 ⑶开展了不同岩体结构条件下隧洞开挖应力扰动规律研究，研究了不同岩体结构条件对于开挖后二次应力场的扰动规律。节理对应力场的影响主要表现为局部“切割”的特点:围岩整体应力扰动特征没有发生太大改变，节理附近应力量值水平有所降低，各主应力及应力状态参数在节理位置处均发生了间断跳跃;节理条数增多时，节理的“切割”作用更为明显，各主应力及应力状态参数在研究范围内出现多次间断跳跃，相应地研究范围的应力水平出现整体降低。　　 ⑷隧洞开挖造成三个主应力方向上不同程度的应力释放，沿任意两个主应力平面形成的剪应力分量是使主应力轴发生旋转的主要原因。引入地质数据处理中的“极点图”表现方法来描述主应力轴的旋转变化规律。研究表明，随着掌子面推进，掌子面前方的围岩主应力轴方向调整具有一定共性，均表现为最大、最小主应力以一定交角指向临空面，中间主应力近似平行临空面;隧洞围岩应力状态由三轴受压转化至双轴压缩或单轴压缩，掌子面前方约1倍洞径范围内岩体受开挖扰动影响，应力主轴会旋转调整。