为推动我国经济建设更好更快发展，需要大量兴建基础设施以满足日益增长的社会需求，从地上到地下，从高楼大厦到地铁隧洞，然而仅依靠过往地下工程设计及稳定评价方法己不能满足当前工程要求，所以迫切需要一套具有良好理论基础的地下工程设计及稳定性评价体系。所以需要一套具有较完善理论依据的地下工程设计及稳定性评价体系。针对上述情况，本文结合弹性力学、塑性力学和高等土力学等相关知识，探索无衬砌圆形隧洞围岩的弹塑性应力、应变及位移解析解。根据围岩的弹塑性分析，提出适用隧洞围岩稳定性分析的参数折减理论，并定义了隧洞围岩的安全系数。借助ABAQUS大型通用有限元软件，建立黄土隧洞围岩三维有限元模型，重点对无衬砌围岩的稳定性进行了数值模拟分析。具体工作分为以下几个部分：　　 (1)详细介绍了从上世纪六十年代至今形成的主要隧洞稳定性分析方法：现场监测指标、模型试验、有限元数值分析法及强度折减法等的理论及评价稳定性体系，指出它们大多依然为建立在工程经验基础之上，模型试验及有限元法等都对隧洞围岩进行了大量假定，而强度折减法原理是建立在边坡变形破坏的理论之上，而隧洞围岩的破坏机理明显有别于边坡失稳。　　 (2)详细分析了强度折减法原理及其在隧洞安全系数的应用。指出采用强度折减法原理在强度储备上能较为合理解释隧洞围岩部分破坏原因的，但因为该理论建立在边坡稳定性分析基础上，并且隧洞围岩的破坏有别于边坡失稳，所以强度折减理论对于隧洞围岩的稳定性分析有待进一步研究。并且总结和评价了有限元强度折减法在失稳判据和分析上的一些不足。　　 (3)尝试对无衬砌圆形隧洞围岩进行弹塑性分析，介绍了理想弹性条件和理想弹塑性条件下围岩的应力、应变及位移解析表达式，然后基于无衬砌圆形隧洞围岩的弹塑性位移解定义了隧洞的安全系数，并提出求解其的参数折减理论，　　 (4)利用有限元软件ABAQUS对某黄土隧洞进行强度折减法的算例分析，分析采用不同弹性参数E,μ情形下，隧洞接近破坏时塑性应变、位移与安全系数的关系，说明折减强度参数使弹性参数也发生了一定量的改变，促使安全系数发生变化，而由于影响量无法依据有效理论关系而确定，所以需作更进一步的研究。所以认为基于有限元强度折减法求解的隧洞安全系数不仅与强度参数有关而且和弹性参数同时有关。　　 (5)将参数折减理论应用于探讨埋深及洞半径对无衬砌黄土隧洞安全系数的影响。利用ABAQUS建立黄土隧洞三维有限元模型，研究不同埋深和洞半径下无衬砌黄土隧洞围岩安全系数的变化规律，并发现不同判据所得安全系数具有差别。所以通过不同判据可以求得多个安全系数，但应该从工程安全角度考虑尽量选取其中的较小值作为该隧洞围岩的安全系数。