我国幅员辽阔，北方大部分为平原，地势平坦，而南方多山，地势起伏复杂。在山岭地区修建隧道，既可以保证山区交通线路的“平，纵，横”要求，又能节省汽车燃料，减少轮胎磨耗，较低社会消耗总成本以及降低事故发生率。在城市中修建地铁，既能满足日益增长的城市人口的出行要求，又能贯彻节能环保的理念，集约社会资本，实行“绿色，低碳”交通。

新奥法为新奥地利隧道施工方法（New Austrian Tunnelling Method）的简称，是在1950年左右，奥地利隧道专家拉布西维兹教授提出的。该方法主要特点是选择合适的炸药用量以控制开挖，以喷射混领土和施加锚杆作为主要的支护方式，通过伴随施工过程的隧道收敛监控，检验当前设计参数和施工方法是否满足要求，如果不能则进行动态修正，新奥法的关键是充分发挥围岩的自承能力。1960年左右新奥法开始被我国工程界所认识，经过近20年的发展，1980年初在我国隧道工程中应用广泛。至今，我国公路山岭隧道和铁路隧道的修建采用的几乎都是新奥法。由于新奥法的施工特点，该方法成为山岭地区软弱破碎围岩段修建隧道的唯一方法。

目前在我国以新奥法为指导思想所修建的地下工程中，均采用复合式衬砌，也即以锚杆 喷射混领土为主的初期支护和后期浇筑混领土（或加钢筋）的二次衬砌。而隧道开挖后，为了稳定围岩，避免过大的变形引起的坍塌等事故，应在规定的时间内施加初期支护。初期支护主要采用喷射混领土、施加锚杆支护等方式，围岩较差时还可以施加钢拱架，这些措施既可以在围岩开挖初期提供较大的支护力，防止围岩的进一步变形，保证施工人员和机械的安全，又可以作为永久支护结构的一部分。

隧道作为公路，铁路和城市轨道交通的重要组成部分，在过去，当下及未来都会是交通基建领域的重头戏，因此深入认知隧道修建的原理，方法和技术，是保障隧道成功修建和运营维护的关键。

在采用新奥法施工的隧道中，施工人员应根据前期地勘等手段判断工程所处的地质情况，并结合现场洞身收敛、拱顶位移量测值和围岩超前地质预报，实行动态的围岩等级评定。不同等级的围岩其性质相差很大，如果遇到性质较差的围岩段，但按照原先的设计施工，导致支护变形过大减小了规定的净空面积，不仅耽误工期，增加资金投入，更甚者会有生命安全隐患。因此隧道开挖工法的选择应根据围岩的具体情况灵活进行。

对于隧道锚杆，特别是应用广泛的全长粘结型锚杆，近几十年国内外学者通过室内和现场试验、理论分析和数值模拟等手段，对该型锚杆进行了很多研究，但是粘结型锚杆从开始受拉到破坏，其轴力、界面剪应力和位移明确的关系并没有完整的给出。此外，我国隧道工程中系统锚杆可以有不同的布置形式，不同的布置方式对围岩有何影响，还有待研究。初期支护采用格栅钢架和钢型钢架在隧道开挖后对围岩的应力、位移的影响和本身受力特征有待进一步的认识。国内外很多学者针对隧道初期支护有过很多的讨论，但由于围岩性质的千差万别，应根据具体的工程实例具体分析。在同等情况下，格栅钢架虽在承载力和整体刚度方面明显弱于型钢钢架，但前者由于施工便捷用钢量少，故能最大程度的节省资金投入。因此，隧道初期支护中关于锚杆长度和布置形式以及选择不同钢架支护等措施，都要在经济、技术、安全的角度分析确定，不能只简单地考虑某一方面。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

根据所学的结构力学，结构稳定性分析，弹性力学及有限元等课程所学的内容和有限元软件，研究隧道周围围岩应力状态确定围岩压力并进行衬砌变形验算，这对指导隧道设计与施工有着重要意义。根据新奥法施工特点，本次监控量测项目分为必测和选测。必测项目包括地质及支护状况、拱顶下沉、周边收敛、锚杆抗拔力；选测项目是对一些有特殊性、危险性地段或有危险性的地段进行量测。

具体如下：1.绪论：介绍本毕业论文的研究背景和意义，介绍了国内外有限元分析的研究现状，提出本论文研究的目的和主要内容。2. 结构受力与变形的计算方法与理论基础。3. 隧道二次衬砌结构受力研究。4. 隧道二次衬砌变形研究。 5.分析受力情况以及变形验算。

技术方案 ：