在我国湖南、江西、浙江等地区,特别是闽南地区,分布着大量花岗岩残积土,而花岗岩残积土具有遇水易崩解特性,因此在开挖花岗岩残积土隧道时要特别注意其围岩稳定性。本文基于国家自然科学基金项目“花岗岩残积土隧道开挖围岩崩解特性及其控制研究”,以福建省沙县高砂镇端西隧道为依托背景,采用室内相似模型试验和数值模拟方法,并结合现场拱顶监测数据,对花岗岩残积土隧道支护结构力学特性进行了研究,本文主要研究成果如下:(1)通过大量的调研、分析和相似比计算,选用配合比W/P=0.71、水泥掺量为4%、缓凝剂掺量为0.1%的水泥石膏作为衬砌的材料。经理论计算,隧道模型衬砌厚度为32mm。(2)基于相似比,设计了花岗岩残积土隧道模型,开展不同隧道埋深、围岩软化程度、加设超前锚杆后软化围岩对其影响研究。试验结果表明:随着埋深的不断增加,围岩压力、拱顶和地表沉降都先缓慢增加后急剧增加,说明隧道埋深越大,对其稳定性影响越大。同时发现,增加超前锚杆支护后,随注水量的增加,各监测点累计沉降量明显降低,而围岩周边各监测点的围岩压力却均匀增加,可见采用超前锚杆对其进行预支护是可行的。(3)结合依托工程,基于FLAC3D软件建立隧道洞口模型,在拱顶以下6.74m处,通过预设四组围岩初始孔隙水压力来软化围岩,并结合现场拱顶监测数据,探讨了围岩软化对花岗岩残积土隧道支护结构的影响。结果表明围岩软化对隧道的开挖十分不利,因此,开挖隧道前应及时处理。