对于岩土工程而言,目前修建隧道和地下工程的案例逐渐增多,但在建设过程中总会出现随着时间出现围岩变形和隧道开裂现象,围岩变形历时持续增长致使隧洞失稳、塌方等灾害的现象也会发生,对支护结构的有效性和安全性能造成较大的影响。为了提高隧道和地下工程稳定性,常采用锚杆进行加固,但围岩与锚杆支护结构在时变效应下长期相互作用机制并未被熟知。因此,如何合理地考虑围岩流变行为,探究围岩-支护作用间协调变形机理和长期动态关系成为了亟待解决的问题。在隧道和地下工程建设中,为评价锚固工程安全性、优化支护设计奠定理论基础,具有重要理论意义和应用价值。本文在探究围岩-锚杆支护结构下的耦合流变规律时,以圆形隧洞锚固工程力学研究模型“点荷载模型”为基础,将围岩和锚杆分别视为独立的流变体,并假设当锚杆与围岩都为黏弹性材料时,综合采用理论分析、力学计算和数值模拟的方法对圆形隧道支护结构的时变效应机理规律进行了深入细致分析的研究,主要完成了以下内容:(1)基于荷载传递机理,选用“点荷载”模型基本力学模型,运用Maple求解围岩-端锚式锚杆支护结构耦合流变模型弹性解;探讨了不同的支护参数和材料参数锚杆的应力和位移以及围岩的应力场和位移场随时间的变化规律和特征。结果表明:在点荷载作用下围岩-端锚式锚杆耦合几何模型作用的集中力叠加前后应力场、位移场和轴力作用效应相等。径向应力随径向距离的增大趋于原岩应力,切向应力随径向距离增加而减小再趋于原岩应力,径向位移随原岩应力增长而增大,即原岩应力对于隧洞开挖内壁的应力释放现象所产生径向位移起到促进作用;增大锚杆的弹性模量可有效减小隧道内壁及其深部的位移量。(2)基于“点荷载”模型弹性解,考虑黏弹性理论求解拉普拉斯空间解,通过对拉普拉斯空间解的逆变化得到围岩-端锚式锚杆支护结构耦合时变效应模型流变解。流变模型分别选取K-M、K-K模型定量分析不同黏性参数对支护效果的影响规律,选取不同的支护参数和材料参数进行分析,结果表明:圆形隧洞围岩-支护结构所选取的黏弹性模型很大程度影响其力学效应与形变变化规律;对圆形隧洞围岩-支护结构存在决定性作用;不同流变模型力学参数对应力位移场随时间的变化规律有影响。围岩的应力场、位移场以及锚杆轴力表现出明显的时间相关性。围岩的位移场随着支护作用的加强而减少,围岩本身的黏滞性系数对围岩的位移影响是十分明显的。(3)基于理论模型和有限差分软件FLAC3D的二次开发,实现锚杆的流变变形特性,对圆形隧洞在锚杆支护下的长期流变行为进行数值模拟分析,进一步对比分析解析解和数值解吻合程度,进行不同锚杆-围岩的耦合时变效应模型之间的流变模型进行差异性分析对比,分布力模型与点荷载模型解析解的对比分析,对模型的合理性和适用性进行评价。