在隧道实际施工过程中,不可避免的遇到水平层状岩体。隧道在水平层状岩体中开挖,由于水平岩层的构造特点以及层面的存在,隧道支护以及围岩的受力变形将受到很大程度的影响。其受力形式主要由水平岩层的构造特点决定。本文采用理论分析和数值分析相结合的方法,基于实际隧道塌方实例,分析水平岩层隧道的受力变形特点,对水平岩层隧道塌方机理进行探究。主要研究内容有:①从水平岩层构造特点出发,在分析层面的基础上,分析水平岩层的构造变形特征,对隧道围岩失稳类型和稳定性因素进行分析,总结水平岩层破坏模式。②依托城口至万源快速公路通道水平岩层石塘隧道,利用有限元软件ANSYS建立石塘隧道的数值模拟模型,对石塘隧道的受力状态进行研究,了解水平岩层隧道施工过程中围岩与支护结构的力学变形特征,同时将数值模拟结果与现场施工监控数据进行对比分析,论证数值模拟的可靠性。③根据石塘隧道施工的具体情况,利用ANSYS软件建立隧道贯通段开挖的三维模型,研究隧道开挖过程中,围岩以及支护结构的受力、变形规律。④针对爆破振动的影响,利用ANSYS/LS-DYNA动力学软件,建立石塘隧道三维爆破振动模型,研究爆破振动条件下,围岩以及支护结构的响应,分析爆破振动对水平岩层隧道稳定性的影响。⑤基于石塘隧道塌方实例,结合平面模型、三维模型和爆破振动模型的研究结果,对万源石塘隧道塌方进行分析,研究水平岩层隧道塌方的过程与受力变形破坏机理。