小净距隧道作为新型隧道布置形式,能够较好的满足复杂地形地质条件、总体路线线形布置及施工运营条件等方面的特殊要求,具有广阔的推广应用前景。由于小净距隧道双洞间净距较小,隧道结构受开挖扰动作用明显,如何确保隧道整体结构及中间岩柱稳定性成为小净距隧道建设和发展过程中亟待解决的关键性问题之一。本文以韩家岭双洞四车道小净距公路隧道为工程背景,在充分研究隧道锚杆支护作用机理的基础上,研制新型胀滑式增阻可塑性锚杆,重点通过室内拉伸试验对新型锚杆的工作原理及力学特性进行系统研究,并通过数值模拟手段对其结构尺寸进行优化。以相似理论为基础,以新型锚杆为支护结构,对小净距隧道中间岩柱进行了相似材料模型试验,重点研究隧道中间岩柱在竖向荷载作用下的破坏机理及不同支护参数对中间岩柱竖向承载能力的影响规律,并对新型锚杆加固中间岩柱进行了数值模拟研究。以普氏围岩压力理论及公路隧道设计规范中相关围岩压力计算公式为理论基础,研究不同埋深条件下小净距隧道围岩压力计算理论。利用MIDAS数值模拟软件模拟不同施工方案及不同隧道净距条件下小净距隧道结构受力及变形特性,并对韩家岭小净距隧道合理施工方案及隧道净距进行优化。通过以上系统研究和深入分析,得到如下主要创新性成果:研发了新型胀滑式增阻可塑性锚杆,并通过室内拉拔试验获得了新型锚杆的力学特性指标,同时建立了新型胀滑式增阻可塑性锚杆数值计算模型,得到了新型锚杆轴向最大位移随套筒内壁倾角和栓体外壁倾角的变化规律及非线性回归方程,以及新型锚杆结构尺寸的优化指标;研制了小净距隧道相似材料模型试验装置,根据小净距隧道相似材料模型试验结果提出了非线性双线型锚杆加固中间岩柱竖向承载力理论计算公式,以及锚杆加固中间岩柱最优支护参数设计方法;考虑滑动破裂岩体交叉重叠作用对隧道围岩压力的影响,建立了不同埋深条件下小净距隧道围岩压力理论计算公式,可对隧道开挖过程中先行洞和后行洞周边围岩垂直压力及侧向压力分别进行计算,并获得了不同隧道埋深和隧道净距条件下小净距隧道围岩压力的变化规律;利用MIDAS数值模拟软件,建立了小净距隧道施工阶段数值计算模型,获得了全断面法、台阶法和双侧壁导坑法施工过程中中间岩柱及围岩应力、塑性区和地表沉降的变化规律,并提出了能充分发挥小净距隧道围岩自承能力及支护结构强度,同时确保施工安全和围岩稳定的最优施工方案及隧道净距取值范围。该论文有图116幅,表90个,参考文献114篇。