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对走马岭隧道典型隧段进行了三维有限元数值模拟研究，结果表明：该隧段围岩松动圈厚度小，拱顶及拱腰位移，应力在初期支护一定时间后均趋向稳定，支护结构能够满足围岩稳定性要求。通过断面特征点的比较分析证实，模型所揭示的应力场、位移场与现场实测结果较为吻合。同时，依据特征曲线法原理对支护结构做了优化设计。