在新奥法隧道施工中,合理确定支护结构形式、支护参数和支护时机,对于保证隧道建设的安全性和经济性有着重要意义。用数值模拟法对“围岩—支护”系统稳定性进行分析,可以为设计与施工提供参考依据和指导。本文将支护结构与围岩视为一个统一的力学体系,采用三维有限差分法软件(FLAC3D)对采用新奥法施工隧道的“围岩—支护”系统稳定性进行分析。用FLAC3D内置的结构单元模拟系统锚杆、锁脚锚杆、喷射混凝土与底板混凝土并借助FISH函数编程实现了梁单元对城门洞型钢拱架的模拟,用施加支护结构时的围岩应力释放系数模拟各支护结构工作时间的差异。详细分析了系统锚杆长度、钢拱架型号、喷射混凝土厚度和喷层支护时机四个因素变化时,围岩变形、塑性区大小、应力场分布,锚杆、喷层的应力以及钢拱架轴力、弯矩、应力的变化规律,为优化支护参数、改善“围岩—支护”系统稳定性提供了依据。最后整理了隧道净空位移的监测数据,通过非线性拟合对监测数据进行回归分析,确定了最优回归函数,预测了最终位移,并将净空位移实测值与数值模拟结果进行了对比。