杜公岭隧道洞身穿越了含不规则发育石膏、硬石膏的泥灰岩地层,该地层遇水后产生软化、膨胀,致使隧道出现衬砌裂缝、二衬局部崩裂、路面隆起、检修道变形等病害。为保障隧道病害处治方案科学、合理、有效开展,本文对杜公岭隧道含石膏泥灰岩物理力学特性进行研究,以杜公岭隧道含石膏泥灰岩为研究对象,对不同浸水时间下的膨胀特性、单轴压缩等相关物理力学性质进行试验测试,得到了以下结论:1)含石膏泥灰岩成分测试。通过对研磨后的泥灰岩粉末进行X射线衍射分析,测出其矿物成份含量主要为石膏90%、石英2%、硬石膏5%、白云岩2%;2)自由膨胀率。采用自由膨胀仪进行膨胀率测试,其轴向自由膨胀率为1.68%~2.57%,径向自由膨胀率为0.52%~0.83%,轴向自由膨胀率的数值是径向自由膨胀率的3.1~3.5倍;3)侧限膨胀力。采用平衡加压法来进行最大膨胀力试验,最终试件的膨胀力为2.271~2.892MPa;4)单轴抗压强度。测量不同浸水时间下的单轴抗压强度,得出抗压强度与吸水率呈二次函数(y=0.103x~2-1.927x+17.84))关系,且抗压强度随着吸水率的增加,先逐渐减小再逐渐增加;5)弹性模量与泊松比。测量不同浸水时间下的弹性模量和泊松比,得出弹性模量与吸水率呈二次函数(y=0.14x~2-0.188x+1.287))关系,弹性模量随着吸水率的增加,先逐渐减小再逐渐增加;试件的泊松比随着吸水率的增加基本保持不变;6)硫酸根离子浓度。测试了硬石膏岩不同浸水时间下的硫酸根离子浓度,其最终离子浓度达到742mg/L~758mg/L;根据上述实验结果,采用荷载结构法对加固处治设计参数进行了计算,其衬砌各关键部位的安全系数和裂缝宽度均满足规范标准,验证了病害加固处治方案设计参数的安全性。