1、隨著隧道工程在我國的廣泛建設，隧道施工中暴露出支護參數(shù)確定難、初期支護與二次襯砌施作時機選擇難等問題。本文以廣深港高速鐵路大嶺山隧道為研究對象，針對隧道施工過程中的支護時機及支護參數(shù)優(yōu)化問題進行了系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容如下： （1）隧道施工過程有限元數(shù)值模擬。結合巖土材料的非線性特性，闡述了隧道施工過程計算理論及數(shù)值模擬方法。根據(jù)有限元建模理論，通過對物理力學參數(shù)、計算范圍、邊界條件、單元類型、材料本構關系及初始地應力的確定，

2、建立了隧道平面幾何模型； （2）隧道支護時機優(yōu)化的研究。闡述了隧洞圍巖變形破壞機理及圍巖與支護體相互作用的機理，說明了進行支護時機選擇的必要性，根據(jù)最佳支護時機的物理意義確定了最佳支護時間和最佳支護時段。運用ADINA有限元軟件對隧道典型斷面的施工過程進行模擬，得出圍巖和支護體系在不同圍巖釋放荷載比例下不同支護時機的力學分布規(guī)律及圍巖的塑性變形、位移場分布規(guī)律，判定了最佳支護時段； （3）隧道襯砌支護強度優(yōu)化的研究。制定

3、了5個方案對一襯及二襯的混凝土強度進行優(yōu)化，通過對初次支護、二次襯砌的力學分析，得出合理支護時間下一襯、二襯的混凝土強度優(yōu)化方案。通過比較合理支護時機時圍巖和支護體系的受力分析，確定了最佳支護時間。 研究結果表明：支護越早，襯砌和錨桿承擔的荷載越大，圍巖的塑性變形和塑性區(qū)范圍越小。及時施作二次襯砌，可以顯著地控制和改善圍巖的應力狀態(tài)。合理的支護時機有利于最大程度的發(fā)揮圍巖自承載能力，充分調(diào)動支護體系的作用，使二次支護系統(tǒng)的抗力降