随着我国公路交通建设的快速发展,隧道工程逐渐增多,其中偏压隧道占有一定的比重。而在偏压隧道的设计和施工中,衬砌外荷载的大小决定了设计支护参数和施工方法的选取,因此深入探讨隧道衬砌所受外荷载的合理计算方法,具有重要的工程意义。本文以山西省交通厅课题《偏压隧道设计和施工方法研究》为依托,以闻喜—济源高速公路的大虎裕隧道为工程背景,采用模型试验和反演分析的研究方法,对不同偏压角度条件下浅埋隧道荷载分布特征与规律以及隧道结构受力特性进行了系统的研究。主要研究内容与成果如下：(1)针对荷载——结构模式中衬砌结构荷载难以确定的特点,从正反、逆反分析的基本原理出发,推导出适合确定浅埋偏压隧道衬砌荷载的内力反分析方法以及计算公式,应用Visual Basic语言编制了荷载内力反分析计算程序,经过算例的验证,计算结果的精度能满足工程实际需要。(2)以大虎裕隧道的工程资料为背景,选取典型偏压断面,应用相似理论进行了浅埋隧道室内模型试验,着重研究了隧道施工时,单洞隧道在不同偏压条件下的围岩压力、衬砌应力和地表沉降动态分布形式及其变形规律,分析了隧道围岩的稳定性。(3)基于模型试验成果和应用编制的反分析计算程序,对偏压隧道衬砌所受外荷载进行了反分析,并将反分析结果与现行公路隧道设计规范所推荐经验公式的计算值进行了比较,论证了反算结果用于偏压隧道支护结构参数优化的可行性。(4)从浅埋偏压隧道衬砌荷载影响因素的角度出发,对该类隧道衬砌荷载的确定方法进行了探讨,并通过对反分析计算结果的回归分析,得出了相应的的计算公式,可供同类隧道参考。以上研究成果可为偏压隧道的设计与施工提供科学指导依据。