中国喀斯特地貌分布之广,类型之多,为世界所罕见。岩溶作为一种独特的地质形态和不良地质,是岩溶地区修建地下工程常见的地质灾害之一。隧道的开挖和爆破打破了周围围岩体的原始应力平衡,再加上周围溶洞的作用使得隧道围岩处于复杂的受力状态。溶洞的存在对隧道围岩变形和失稳有极大的影响,而当前的处理方式“绕、跨、填”不足以应对复杂的岩溶地质。为了更好的解决在岩溶地区修建隧道时遇到的岩溶地质灾害问题,提出了一种穿越岩溶地区新型隧道结构。本文利用理论分析和数值模拟相结合的方法对穿越岩溶地区新型隧道结构的结构力学特性进行分析。具体的研究内容和结论如下:（1）结合现有隧道支护结构的优势和桥梁结构的优势,研发了一种集支护、跨越与地基处理功能于一体的穿越岩溶地区新型隧道结构,并对其结构型式、构造、施工工艺、结构特性以及所运用的原理作了介绍。（2）利用复变函数和Schwarz交替法,推导出了半无限平面内任意形状溶洞作用下隧道开挖引起围岩体内任一点位移场和应力场的解析解;为了验证推导过程的正确性,把任意形状溶洞简化成椭圆形溶洞,并给出了椭圆形溶洞作用下隧道开挖后围岩体内任一点应力场和位移场的显式表达式;同时,给出了具体算例,将解析解计算结果与有限元结果进行对比分析,验证了该方法的可靠性。（3）根据弹性中心法,推导了任意径向荷载作用下,无铰拱任一截面内力计算公式;采用两阶段分析方法,提出了在桩顶荷载和溶洞共同作用下隧道开挖对桩基内力影响的解析计算方法,首先,建立了受荷单桩在隧道开挖引起的竖向位移作用下沉降位移控制方程,并求解了桩身任一截面附加轴力,在此基础上建立了纵横向桩体变形耦合效应下受荷单桩水平位移控制方程,利用差分法求解了该方程,进而求得桩身内力;同时,给出了具体算例,将解析解计算结果与有限元结果进行对比分析,两者所得结果有较好的吻合。（4）从溶洞与隧道圆心距不同、溶洞分布角度不同、溶洞直径不同三方面,分析了对新型隧道结构稳定性的影响,结果表明:随着圆心距的增大,最大径向位移由拱脚逐渐向拱顶转移,但整体分布比较均匀;随着旋转角度增大,径向位移由均匀分布开始出现局部集中现象;随着溶洞洞径的增大,径向位移出现局部集中,最大、最小差值增大;并且发现桩基对隧道开挖引起的位移有遮拦现象;通过与普通结构对比发现,新型结构在控制隧道底部隆起、溶洞稳定方面,要优于普通结构。