隧道施工开挖过程中,由于隧道施工区域环境不同的地质分布和隧道施工开挖支护作业体系的多样化,导致隧道支护结构存在许多工程安全问题。亟需对隧道开挖过程中支护结构的安全性和可靠性进行仿真模拟和动态分析。本研究采用有限元ANSYS数值模拟软件对地铁隧道施工进行三维仿真分析研究,较详细地考虑了隧道施工地层环境的复杂条件及影响因素,以武汉地铁轨道27号线隧道工程为工程实例,选取典型区间隧道,借助于有限元ANSYS软件建立隧道三维仿真模型,对隧道施工开挖整个过程进行动态的模拟再现。在整个三维数值模拟分析过.程中,分析了隧道不同开挖进尺阶段的位移图、应力图、应变图,将数值模拟结果与规范进行对比分析。分析结果表明:随着隧道施工开挖阶段的不断加深,隧道支护结构的变形、应力、应变有逐渐增大的趋势;数值模拟分析结果所得数据与工程实践具有较好的一致性;变形、应力、应变数值都在规范允许的范围之内。本文对在建的武汉地铁27号线隧道工程进行了较好的安全性评价,所得结论也能为类似的隧道工程施工提供了有益参考。