随着我国城市化进程的不断深入和新兴交通运输产业的快速兴起,交通流量呈现爆发式增长,建设初期的公路通行能力早已无法满足人民日益增长的出行需求,超大断面公路隧道工程迎来了建设高潮。作为超大断面隧道中施工难度最大的超大断面分岔式隧道,其断面尺寸更大、施工工序更为复杂,开挖过程中围岩具有明显的应变软化特征,更易因频繁扰动而发生失稳破坏。本文依托深圳东部过境高速公路莲塘隧道超大断面分岔部工程,综合采用理论分析、程序开发、数值模拟以及现场监测验证等手段,围绕岩体应变软化模型在超大断面分岔式隧道围岩稳定性分析中的应用开展深入研究。在构建岩体应变软化模型的基础上,重点关注了以下几个方面:超大断面围岩压力的计算方法、非对称小净距隧道净距优化、超大断面的支护时机以及超大断面分岔式隧道施工力学行为。本文主要研究成果如下:（1）基于岩体的峰后特征和Hoek-Brown屈服准则,构建了考虑围压影响的岩体应变软化模型（CS＿SS模型）。该模型能够反映岩体塑性软化阶段中临界塑性软化系数的动态变化情况和岩体的非线性剪胀行为。根据增量塑性理论,利用Visual Studio 2010软件开发平台对FLAC3D中内置的本构模型进行二次开发,将CS＿SS模型编译成动态链接库DLL文件嵌入到FLAC3D中,并通过与现有理论模型结果和室内试验结果对比,验证了模型的正确性与适用性。（2）在考虑围岩应变软化特征基础上,采用CS＿SS模型和正交试验相结合的方法,对影响围岩松动区范围的因素进行研究,并拟合了松动区轮廓曲线的函数表达式。利用松动区域边界函数和极限分析上限定理建立了非线性破坏准则下围岩松动压力极限分析模型,并推导了围岩松动压力的计算公式。通过莲塘隧道大跨段最大断面围岩压力计算值与监测值的对比分析,验证了围岩松动压力计算方法的合理性和普遍适用性。（3）通过FLAC3D二次开发平台编译了考虑围岩应变软化行为的单元安全系数法计算程序,并结合小净距隧道的研究成果,建立了非对称小净距隧道合理净距的判别标准。以深圳莲塘隧道分岔部小净距段隧道工程为背景,应用CS＿SS模型系统研究了不同围岩质量和开挖顺序条件下超大断面非对称小净距隧道近接施工的影响规律,并给出了相应的最小净距合理取值,最后根据围岩质量提出了合理的中夹岩加固方案和技术措施。（4）利用CS＿SS应变软化模型分析了超大断面隧道围岩纵向变形曲线和围岩特征曲线的变化规律,基于突变理论和LDP与GRC的耦合关系,提出了一种确定最佳支护施作时机的预测方法,并给出了莲塘隧道分岔部最大断面初支施作位置的估算公式。在此基础上,对收敛-约束法中的第二阶段围岩-支护相互作用进行数值模拟研究,确定了不同围岩条件下最大断面初支施作滞后距离的区间范围,并建立了超大断面隧道围岩预留变形量与支护结构承受最终荷载的关系曲线。（5）基于CS＿SS模型就莲塘隧道超大断面分岔部小净距段过渡至大跨段的施工力学行为进行研究,根据分析结果确定了大跨段的施工优化方案和横向扩挖段的起止里程。现场监测结果验证了施工方案的安全性和应用岩体应变软化模型的合理性,相关研究成果可为类似工程的设计和施工提供有益的参考和借鉴。