随着我国汽车,尤其私人拥有汽车数量激增,对于汽车行驶需要的公路、高速公路的需求也大幅度提升。近年来随着流动人口增加,高速公路作为较为方便快捷的交通运输方式,建设里程逐年递增。本文以木寨岭3号斜井隧道为实际工程背景,进行软岩隧道大变形研究。作为渭武项目最大的重难点工程横穿漳河与洮河两大水系的分水岭-木寨岭的木寨岭隧道,其中木寨岭的3号斜井大变形段落,即为本文所选实际工程背景。木寨岭隧道围岩主要为炭质千枚岩、炭质板岩、砂岩及黄土,设计均为Ⅴ级软弱围岩,初期支护易发生大变形,永久衬砌结构易开裂破坏。本文结合木寨岭3号斜井工程实际背景,参考前人关于公路隧道、软岩隧道、数值模拟等方面的研究成果,根据3号斜井初始设计资料在CAD中绘制隧道轮廓图,导入ANSYS中建模,并把ANSYS建模后的模型的基本节点信息和单元体信息导入到FLAC中进行材料赋值和开挖模拟计算,然后将无加固措施的数值模拟结果和现场实测数据对比研究。后根据设计变更后的设计资料,再次建立模型,并将计算结果和无加固措施对比。最后进行了加固措施对隧道变形的影响,主要探讨了加固圈是否封闭及加固层厚度对隧道变形的抑制效果。通过上述这些工作,本文得到了以下几点结论:1.木寨岭3号斜井隧道的大变形段落,在斜井开挖过程中,部分段落初支变形随支护时间的增加,并未趋于稳定,有些段落甚至产生初支开裂、脱落,部分变形较大地段,钢拱架发生严重变形,包括沿着隧道轴向的褶曲变形和垂直隧道轴向的扭曲变形。在注意拱顶沉降引起的侵限和支护体系破坏的同时,还应注意到仰拱施工完成后的隆起变形,尤其是在交付运营后的仰拱开裂破坏。2.通过对设计变更方案中的加固措施的数值模拟,发现设计方案中的加固措施可以很好的控制围岩变形,在现场实际施工中应严格遵守相应的开挖步骤。3.通过对加固层是否封闭成环的数值模拟,得出在采取加固措施时,封闭成环的加固圈比不封闭的半环形加固层对围岩变形的控制效果更明显。对于模型整体变形半环加固正向变形为24.07cm,而环状加固为13.59cm,差值为10.48cm,即将加固区由半环形加固封闭为环形加固,模型整体竖向在仰拱部位的隆起变形减小了43.54%;对于模型整体变形无加固负向变形为-16.99cm,而环状加固为-6.48cm,差值为10.51cm,即将加固区由半环形加固封闭为环形加固,模型整体竖向变形在拱顶中部的沉降变形减小了61.86%。对于模型整体变形半环加固正向变形为24.54cm,而环状加固为15.29cm,差值为9.25cm,即将加固区由半环形加固封闭为环形加固,模型整体竖向在仰拱部位的整体变形减小了37.69%。4.通过对不同加固层厚度的数值模拟,得出在对隧道进行不同工况数值模拟的结果对比分析可得,从不采取加固措施,到半环形不封闭加固措施,再到不同厚度的加固层,隧道仰拱隆起变形和拱顶沉降变形均呈现递减趋势,其中在从无加固措施到半环形不封闭加固措施时,变形值变化幅度最大,在从半环形不封闭加固措施到加固层厚1.5m时,竖向变形值变化幅度次之。而不同加固层厚度对变形值的影响较弱。在加固层厚度从1.5m增加到3.0m时围岩的变形控制效果明显优于加固层厚度从3.0m增加到4.5m时,虽然具有相同的厚度增加梯度,但是加固层厚度从1.5m增加到3.0m时围岩的变形控制效果要更突出。但是此规律仅适用于目标断面,对于其他围岩条件和施工工况是否适用还有待于进一步研究。