随着我国经济的快速发展,隧道与地下工程越来越受到人们的重视。地下工程与地面结工程相比,有一个截然不同的力学特征,就是地下工程是修建在有初始地应力场的岩体之中。地下工程的开挖、支护、稳定等都受到该初始地应力场的极大影响。地下工程的开挖扰动会引起围岩应力场重分布,而这种应力重分布会因为初始地应力场的不同而使围岩和地下结构产生不同的变形,这种变形严重时会引起围岩的失稳、垮塌和破坏,甚至会引起严重的工程事故,因此当工程所处工程地质环境和初始地应力场复杂时,准确的掌握工程区域岩体初始地应力场信息是地下工程设计、施工、支护和稳定性分析的关键。1.本文首先分析了岩体初始地应力的组成和影响因素,确定影响岩体初始地应力的主要因素。以大梁隧道工程区域地质工程资料和地应力实测值为基础,确定隧址区有限差分模型和待确定边界条件。利用BP神经网络的高度非线性映射能力来反演得到地应力值与边界条件的关系,并最终得到大梁隧道工程区初始地应力场。2.对比分析大梁隧道斜井辅助正洞试验段在初期支护优化前后围岩变形和松动圈大小,初步评判试验段初期支护参数优化效果。3.在大梁隧道地应力反演的基础上,建立大梁隧道斜井辅助正洞试验段数值开挖模型,通过计算结果与实测资料对比,首先确定数值模拟计算的正确性,在利用数值模拟结果进一步分析试验段初期支护效果,找出试验段参数优化不足。4.在上述分析的基础上,对大梁隧道后续V级围岩开挖段进行数值模拟,通过设置不同初支厚度和钢拱架间距,分多种工况进行模拟计算,对比分析支护效果,确定合理的初支厚度和钢拱架间距。