软基隧道是指修建在软弱地基上的隧道,我国当前进行的山区铁路工程建设过程中,隧道结构形式在整条线路中的比例越来越高,并且黄土软基隧道频频出现。因此,我们急需将软弱地基的隧道视为特殊隧道的一种,对衬砌支护作用机理进行深入研究,对软弱地基隧道拱脚地基处荷载大小进行估算,最大限度地减少软基隧道病害的发生,最终建立软基隧道开挖过程的技术体系。本论文以我国饱和湿陷性黄土隧道为依托,结合宝鸡至兰州客运专线工程,进行了以下几个方面的研究:(1)通过选择典型断面,在隧道围岩区段布设土压力盒、表面应变计、钢筋计、混凝土应变计等,对围岩压力、钢拱架应变、初支与二衬间接触压力、钢筋轴力、混凝土应变等进行长期观测,掌握围岩与隧道衬砌结构受力特点,评价隧道结构的安全稳定性和施工方法的合理性。(2)通过对桩基承载力计算,指导王家沟隧道进行了现场桩基实验,包括钢管桩单桩承载力实验与钢管桩复合地基承载力实验。并结合室内模型对不同含水率黄土的钢管桩实验,进一步补充现场试验,对桩基处理软基隧道的效果进行评估。(3)以现场钢管桩实验为依托,利用MIDAS/GTS有限元软件对该软基隧道的桩基处理进行了模拟,分别研究了两种不同工况下的单桩地基承载力以及群桩作用下的地基承载力效果。通过研究,论文得出了以下结论:结合工程施工实践,对隧道开挖、支护过程中的围岩变形与隧道结构内力进行了现场监控量测,得出隧道施工安全性及支护结构合理性。提出了适用于王家沟隧道富水软弱地基的微型桩的设计参数,为桩基的现场试验提供了依据。通过实际的试验工程的载荷试验,对黄土隧道软基处治的效果进行预测以及判断黄土隧道可靠性及稳定性。通过室内试验研究不同含水量情况下钢管桩加固黄土软基的承载力及变形特征,反算出了不同含水率情况下的桩侧摩阻力,验证和补充了现场试验的结果。采用弹塑性有限元法分析桩基处理黄土软基隧道的有效性,对隧道的安全性进行评价。最后,论文指出了需要进一步研究的内容。