挤压性围岩隧道修建时,围岩的自承能力弱,隧道容易产生过大变形,导致支护结构变形侵限、喷混凝土开裂、钢架扭曲等,不得不进行支护拆换,造成工期延误和经济损失。为了有效地控制这类挤压性大变形,一些特殊的支护方式,如多重支护、可让式支护等,逐步在国内外工程中得到应用。但是关于这类特殊支护工法的设计方法还不成熟,相关的围岩支护作用机理还需要深入研究。本论文依托成兰铁路跃龙门隧道严重挤压大变形段,首先进行了考虑围岩强度劣化的深埋圆形隧道弹塑性理论分析,然后利用ABAQUS有限元分析软件,对三台阶带仰拱一次开挖施工过程进行三维数值模型,分别研究了大变形隧道双层支护和可让式支护的力学作用机理。进一步,根据理论分析、数值模拟和现场监测数据,分析比较了双层支护和可让式支护的变形受力特征。主要的研究结果如下:（1）假设围岩粘聚力随塑性应变的增大而减小,通过弹塑性理论分析,推导了考虑围岩强度劣化时深埋圆形隧道围岩变形及与支护相互作用的计算公式,并将其应用于跃龙门隧道严重挤压大变形段,分别对双层支护和可让式支护进行了理论计算分析,得到了围岩与支护的相互作用特征曲线。（2）双层支护的第二层支护施作时机是设计双层支护的关键要素。结合现场的实际施工过程,通过三维数值模拟,计算分析了三种施作时机下,第一、二层支护以及它们联合作用下的围岩支护变形受力。结果表明,在距离第一层支护闭合后1倍洞径处施作第二层支护较为合理。（3）针对一种高变形性能材料（hi DCon）的可让块,通过三维数值模拟,计算分析了三台阶开挖支护工法时,可让式支护的变形受力特点。结果表明,支护闭合后,支护仍然可以发生很大的容许变形（约占全部变形的40～50%）,支护作用力缓慢增加,而不导致喷射混凝土部分发生破坏,达到可让式支护整体稳定。（4）双层支护通过选择第二层支护的施作时机,能够保证第二层支护处于弹性状态,形成支护系统的整体稳定,现场操作较为容易。可让式支护刚度较小,围岩变形更大,且可让式支护中的可让块设计施工相对较难,需要进一步实践探索。