塌方是隧道施工过程中的重大安全事故，不仅造成施工中断、工期延误，还可能导致施工机械的损坏，甚至人员伤亡，给整个工程建设带来不利影响。因此，为了保证隧道的施工安全、避免不必要的生命和财产损失，隧道塌方机理及预警技术的研究具有重要的意义。　　本文以深埋大断面公路隧道——湖南姜源岭隧道为依托工程，运用极限分析上限法对隧道的塌方范围进行理论推导，采用数值模拟软件来研究塌方的发展规律，并根据监控量测资料建立公路隧道塌方变形预警体系。论文主要完成了以下几方面的工作:　　(1)采用极限分析上限理论，基于非线性Hoek-Brown破坏准则，对坦三心圆深埋隧道的塌落曲线方程和塌方范围进行理论推导，并分析了各个参数对塌方形状及塌方尺寸的影响。　　(2)将上限分析的结果与已有的研究成果、数值模拟结果和姜源岭隧道塌方情况进行对比，验证了本文方法的正确性和有效性。　　(3)采用有限差分法软件，并运用强度折减法进行数值模拟计算，对隧道塌方的发展规律展开研究，探讨预加固措施在预防隧道塌方方面的效果。　　(4)对多处隧道塌方的变形监测数据进行统计分析，引入置信区间的概念，建立了公路隧道三个等级的塌方变形预警标准，并将其应用于姜源岭隧道实际工程中。