裂缝是隧道衬砌常见的病害之一,裂缝的出现将影响隧道工程的正常施工、运营,降低衬砌结构的安全性;软弱夹层作为一种常见的不良地质条件,对围岩完整性、强度造成损害,进而影响衬砌裂缝的稳定性以及衬砌的承载能力。因此,基于工程背景,本文将“软弱夹层”与“裂损衬砌”两个问题结合,针对在含有穿越隧道拱顶的正交软弱夹层围岩条件下,拱顶、拱腰裂损衬砌的稳定性展开研究。通过模型试验、断裂力学理论以及有限元数值计算等方法,得到了在不同倾角的穿越隧道拱顶正交软弱夹层影响下,衬砌所受围岩压力、衬砌内力分布、裂缝应力强度因子、承载能力安全系数等数据,进而对裂损衬砌的变形、受力特性以及破坏机理展开研究。主要工作内容如下:（1）通过地层—结构模型,制作了隧道相似模型试验装置,完成了均质地层、含有穿越拱顶的40°正交软弱夹层地层条件下,拱顶、拱腰裂损衬砌的渐进加载试验,研究了衬砌—围岩径向接触压力变化规律以及衬砌内力分布规律,进而分析了软弱夹层对裂损衬砌受力的影响机理。（2）基于断裂力学理论,通过有限元数值模拟计算了拱顶穿越10°至80°倾角正交软弱夹层条件下拱顶裂缝和拱腰裂缝的应力强度因子K_I、K_II,采用工程断裂判据得到衬砌裂缝稳定性安全系数;计算了不同深度拱顶裂缝的应力强度因子,得出软弱夹层倾角与裂缝深度将共同影响裂缝稳定性。（3）从截面承载能力的角度,计算出穿越拱顶的正交软弱夹层在各倾角条件下的拱顶裂损截面、拱腰裂损截面承载能力安全系数,并与裂缝稳定性安全系数对比,发现两者具备类似的规律;计算了裂损衬砌整体承载能力安全系数分布规律,得出不同倾角软弱夹层将使衬砌整体承载能力安全系数分布产生不同程度的非对称性,以及拱顶裂损承载能力整体低于拱腰裂损衬砌。（4）结合模型试验、数值模拟研究结果,从围岩—软弱夹层—衬砌相互作用机理的角度分析了衬砌受力特性;针对穿越拱顶的正交软弱夹层倾角为40°至50°这一最不利情况,建立了简化的衬砌结构—荷载模型,解释了穿越隧道拱顶的正交软弱夹层影响下衬砌的变形、受力、破坏机理。