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以兰渝铁路黄土隧道工程为依托,采用室内模型试验研究深埋大断面黄土隧道失稳机理,结论表明:①首先边墙部位沿最小主应力方向形成楔形滑移体,然后围岩破坏向拱顶、拱底蔓延,较弱抗拉强度引发黄土拱部围岩松动塌落;②黄土隧道围岩失稳过程:局部裂隙产生→局部裂隙扩展→裂隙急剧贯通→残余强度四个阶段,拱顶围岩松动塌落是边墙剪切滑移破坏基础上出现的:③随着荷载的增大,拱部松动区径向应力先增大后减小,其他测点的径向应力随荷载的施加而增大;边墙处切向应力均随荷载增加而增大,距洞周越近切向应力值增长的幅度越大;④围岩深部存在切向应力升高区,此部分围岩承担着自重与外部土体荷载形成显著压力拱效应,自洞壁向围岩深部依次可分为:松动区→压力拱区→原岩应力区.