经济的迅速发展、科学技术的进步，必然要求提供更加安全、舒适、快速、方便经济的交通运输方式，高速公路的大量修建因此成为必然。我国是一个多山国家，超过2／3国土为峡谷、丘陵和高山，随着西部大开发战略的实施，高速公路建设已经由平原向山岭重丘区推进，与之相对应，公路隧道也得到迅猛发展。隧道工程往往是高速公路修建中的控制工程，隧道施工的周期和质量将直接影响到整条高速公路的建成。在山岭重丘区，隧道不可避免的要穿越地质情况复杂地区，由之而带来大量施工地质灾害问题，软岩大变形是其中常见的一种，并严重影响隧道工程的正常施工。在建的十漫（湖北十堰～陕西漫川关）高速公路，线路总长100多公里，分布各类长短隧道28座。由于其穿越两郧大断裂控制区域，地质条件恶劣，存在许多软弱破碎岩层，开始施工不久，多条隧道即出现大变形问题，最严重的变形达到1.6m，严重影响了施工进度。因此，必须研究该区域特殊地质条件下的软岩大变形机理及其治理措施。本文研究区域隧道受到该区域存在的两郧断裂带的影响，隧道围岩的结构面发育，岩体软弱破碎，给隧道的修建带来了难度。文中根据沿线隧道出现的大变形情况，对大变形类型进行了分类。文章中主要对十漫高速公路沿线软弱围岩隧道的变形特性进行研究，特别是以火车岭隧道进口段偏压大变形隧道为例进行数值分析。文中对常用的弹塑性以及粘弹塑性相关本构理论作比较，结合研究区域隧道围岩的力学特性及其位移变化曲线，选取了适合于该软弱围岩隧道的改进型Burgers粘弹塑性本构模型。在此基础上借助FLAC^3D有限差分软件对该偏压软岩隧道的大变形情况及其支护结构的受力状态进行数值模拟研究，用模拟的手段对围岩参数以及支护结构与围岩的相互作用效应进行了分析，最后对软岩隧道的支护结构以及施工工序作优化分析，确保隧道施工的安全。全文主要研究内容和结论有：（1）对研究区域的工程地质条件分析，两郧断裂带对十漫沿线隧道的围岩力学性质以及围岩体应力等影响十分明显，表现为隧道开挖后力学性能急剧下降，隧道围岩变形很大；综合十漫高速公路沿线隧道出现的大变形情况，将研究区域的软岩大变形分为围岩岩性控制类型、岩体结构控制型、地形偏压型等类型，而数值模拟所选的原型就是属于地形偏压控制型大变形。（2）隧道围岩的变形是与时间密切相关的，只有应用流变力学的观点才能充分阐明围岩的变形特点以及围岩与支护结构的相互作用关系。通过对现有的粘塑性本构理论的分析，结合研究区域隧道围岩的力学特性以及围岩的变形监测情况，作者选取了改进型Burgers蠕变模型，此模型是将Burgers与Coulomb-Mohr模型串联使用，对围岩屈服前后的性状表现的较为合理。（3）借助FLAC^3D对火车岭隧道进口K54+022洞偏压大变形的数值分析，模拟所得的大变形性状与出现大变形事故的原型相似，充分说明模拟手段以及所选模型的合理性，对模拟的精度和分析问题的可靠度有了保障。模拟实现偏压隧道出现大变形的过程，对初期支护的力学状态分析，结果表明出现大变形侧的初期支护受力较大，超过了初期支护的强度。加之沿洞周的分布极不均匀，在拱顶偏右侧初期支护出现拉张应力；从剪应力云图看出，初期支护结构局部存在应力集中现象，从而加剧了初期支护的破坏程度。（4）通过对留核心土施工以及留核心土的长短进行模拟，结果表明留核心土施工可以有效的阻止掌子面变形和垮塌；在不影响施工的前提下，尽量预留与下台阶相同长度的核心土，这样可以更好的起到阻挡掌子面变形和跨塌。模拟结果显示：不留核心土时，上台阶掌子面沿洞轴线方向变形达到40～50cm，对于软弱破碎岩体可以认为出现跨塌；留设核心土后，核心土和下台阶外端出现一定的跨塌现象，但是抑制了掌子面的变形，对掌子面岩体的稳定性起到了很好的作用。（5）围岩参数的选取是数值模拟效果关键，也是模拟过程中不可缺少的步骤。本文使用Coulomb-Mohr模型对隧道围岩常用的E，μ，C，φ等力学参数灵敏度进行分析研究，在其他参数不变的基础上改变某一参数20％，分析洞周位移、洞周应力以及围岩塑性圈的变化情况。结果表明μ、φ两个参数的变化对围岩的力学形状的灵敏度最为明显，因而在模拟参数选取时对μ、φ两个参数需更加重视，这样才能保证模拟结果更加合理可靠。（6）对正常的硬岩隧道围岩，需要充分发挥围岩的自承载能力，可以在初期支护施作相当长一段时间后进行二次衬砌，但是对于软弱破碎围岩需要及早进行初期支护，让初支与围岩耦合，保证在围岩出现加速蠕变之前使得初支起到很好的封闭阻挡作用。根据《公路隧道设计规范》中规定的二次衬砌时间结合现场监测情况，适时的进行二次衬砌，必要时可以更早地进行衬砌施作，让其与初支一起承受围岩压力，保证隧道围岩的稳定。总之，论文对十漫高速公路沿线隧道出现的软弱围岩岩性分析，并将出现的大变形情况分类；借助FLAC^3D软件对火车岭隧道进口偏压大变形进行了系统的模拟分析研究，分析施工过程中出现的变形情况以及支护结构的受力状态；利用模拟手段研究锚杆的支护受力形状以及支护结构与围岩的相互作用效应，并对隧道的开挖施工工序以及支护结构进行优化分析，将研究结果反馈于生产实际，应用于同类工程实践，具有一定的参考价值。