近年来,在工程建设中越来越多地遇到土石混合体这一类松散岩土介质系统,人们对土石混合体的了解与认识还不深入,加上其本身力学性质的复杂性,土石混合体围岩对隧道的施工安全和长期稳定性都有着较大影响。论文以实际工程为依托,通过室内试验、理论分析、数值模拟相结合的方法进行研究,主要研究内容如下:（1）对土石混合体材料现场取样,实验室进行筛分、配比,使用压缩试验得到不同压力下纯土试样以及土石混合体试样的密度,使用该密度进行三轴试验,获得了不同围压下纯土试样以及土石混合体试样的应力应变曲线以及破坏特征,计算得到土石混合体物理力学参数。（2）注浆体现场钻孔取样,加工成标准圆柱体试样后进行芯样波速、单轴、三轴试验,获得了土石混合注浆体波速分布范围、单轴与三轴试验应力应变曲线及破坏特征,进行强度折减后得到土石混合注浆体物理力学参数。（3）根据纯土试样、土石混合体试样、注浆体试样室内试验应力应变曲线,基于PFC-FLAC耦合分析方法建立三轴试验、单轴试验数值分析模型,标定得到土-土、土-石、石-石、注浆体颗粒之间的细观接触参数。结合数值模拟结果以及室内试验结果,分析得到了土石混合体试样变形破坏规律以及变形、接触力链演化特征,得到了土石混合注浆体试样的破坏特征。（4）基于PFC-FLAC耦合分析方法建立土石混合体地层中隧道开挖多尺度分析模型,分析预注浆隧道开挖稳定性;基于强度折减法,分别使用FLAC有限差分法、PFC-FLAC耦合分析方法分析土石混合回填土区预注浆加固隧道的变形破坏特征。结果表明,土石混合回填土区预注浆加固隧道开挖后较为稳定,预注浆加固隧道开挖至稳定可分为三个阶段:迅速变形阶段、缓慢变形阶段、变形稳定阶段;预注浆隧道的安全系数为1.6～1.7;隧道坍塌后顶部塌落形成的滑裂面与水平方向（大主应力面）的夹角约为65°;预注浆加固区裂缝发展规律为:拱腰内侧出现裂缝→拱腰裂缝贯通→拱顶内侧出现裂缝→拱顶裂缝贯通,破坏规律与裂缝发展规律一致;若隧道有垮塌的趋势,坍塌前有一定的预兆,即水平收敛值持续增大或拱腰发生破坏;隧道完全坍塌时有突然性,坍塌瞬间发生。（5）分别使用FLAC有限差分法、PFC-FLAC耦合分析方法分析桩承式隧道支护结构变形、受力特征,并分析二次衬砌施作时机对隧道结构变形受力特征的影响。结果表明,二次衬砌整体变形特征为沉降,局部变形特征为拱顶沉降,底部正中相对拱脚微弱隆起,拱腰向隧道外侧产生水平位移,桩基上部产生微弱弯曲。C40混凝土最大拉、压应力均远小于其强度设计值。二次衬砌各关键点位移随二次衬砌施作时机的延后而线性减小,二次衬砌各关键截面受力减小幅度随二次衬砌施作时间的延后而减小,预注浆隧道收敛发生80%后施作二次衬砌,二次衬砌及桩基受力变化较小。