隧道工程往往具有长、大、深的工程特点,而我国国土近三分之一存在可溶岩地层。在岩溶现象发育地区,不同的溶洞分布特征时刻影响着隧道工程的安全性,制约着深地工程安全发展。探究溶洞分布特征对隧道稳定性、支护参数优化的影响规律,是保障岩溶地区隧道围岩安全稳定的关键科学问题。论文以寨冠隧道为研究背景,通过理论分析、监测统计、数值模拟方法对不同隐伏溶洞位置对隧道围岩应力、变形状态进行了系统研究,进一步对不同的隧道支护参数在不同隐伏溶洞位置条件下对隧道围岩受力变形、支护结构受力进行了影响分析,研究结果表明:(1)收集岩溶现象发育段的工程资料,统计溶洞的高度、高垮比、相对位置、距离的数量,获得并分析隐伏溶洞的分布特征规律。其中,隐伏溶洞位于隧道拱顶至拱腰处,溶洞形状高垮比在0.5-2范围内,高垮比在1.0左右占比75%,高度在3-5m左右。溶洞与隧道的相对距离为5-10m左右。整理分析了含隐伏溶洞的隧道围岩稳定性理论解析,影响其应力分布的内因为隧道围岩属性,主要为侧向压力系数、c、?值、残余c、?值。外因为溶洞的位置、大小、数量、形状等,通过总结分析理论解析得到传统的理论方法对含隐伏溶洞隧道稳定性分析无法很好的描述工程实际情况。(2)利用数值模拟技术,通过对处于不同位置的隐伏溶洞与无溶洞状态下隧道稳定性数值结果分析,得到不同位置处的隐伏溶洞对隧道围岩横向、纵向变形受力影响规律。其中拱顶处隐伏溶洞增加了拱顶至拱腰部位的沉降变形,降低了拱肩位置处的水平方向变形,对拱顶、拱肩部位的z方向、x方向的应力值影响最大,拱顶处x、z方向应力值呈明显集中增加趋势。拱肩处隐伏溶洞对隧道各部位的z方向沉降变形都较为明显,加剧了拱顶至拱肩与拱脚位置的沉降。对拱肩范围的x、z方向应力都有明显增加,影响较大。拱腰处隐伏溶洞加大了拱顶至拱脚区域沉降变形,集中于拱腰部位。明显增加了拱顶位置处x方向的变形值。明显增加了拱腰位置处的z方向应力。不同位置的隐伏溶洞主要影响了邻近位置隧道的x、z方向变形。(3)对含不同位置处隐伏溶洞的隧道设置三种不同的锚杆长度、三种不同的的锚杆间距,进行加长不加密、加密不加长两种工况的数值模拟试验。施加完锚杆之后,沉降变形的集中区域从拱顶增加至拱顶至拱腰处,隧道的收敛变形由原来的拱肩至拱脚也改变为拱腰至拱脚区域,减小了变形的集中范围。当锚杆长度为4m时,对隧道围岩的变形约束最为有利,过度增加锚杆长度并不能改善隧道围岩的沉降、收敛变形。当隐伏溶洞处于拱顶至拱肩处,随着锚杆间距减小可以较大程度上改善隧道沉降、收敛变形,最优锚杆间距为0.8m。当隐伏溶洞位于拱腰处,当锚杆间距为由0.9降至0.8m时,对隧道沉降、收敛变形并无明显改善,最优的锚杆间距为0.9m。(4)对典型含隐伏溶洞隧道断面的拱顶沉降、收敛变形监测数据进行了统计分析,并与数值试验结果所揭示的影响规律进行对比,最终得到位于拱肩处的溶洞对隧道沉降变形影响最大,拱腰处的溶洞对隧道的收敛变形影响最大。溶洞主要影响了邻近隧道一侧的围岩变形,与数值试验结果相吻合。该论文有图53幅,表6个,参考文献52篇。