随着交通建设向西南山区的发展,公路和铁路建设不可避免的穿越山区,隧道工程在建设中成为关键工程,而在隧道施工的过程中,经常会遇到复杂的地质条件,由于难以综合、确切的考虑复杂地质条件的作用,在某些不利的条件下隧道容易出现坍方。为了有效避免隧道坍方及降低坍方造成的危害,研究坍方的发生、发展机理显得尤为重要。不同地质条件下坍方产生的机理不同,本论文在系统总结坍方类型以及影响因素的基础上,分别对整体、顺层和局部坍方的发生、发展进行数值模拟分析,并对整体、顺层坍方进行预坍方数值模拟分析以及对局部坍方处治效果进行了数值分析,揭示了不同类型坍方的发生、发展机理,突出了预坍方措施在复杂地质条件施工中的重要作用。通过对顺层坍方破坏的模型试验研究,并将结果与数值模拟分析相对比,验证数值分析的可靠性。根据现场监控量测数据,运用坍方灰色预测模型,对刘家湾隧道坍方进行了有效的预测分析。本论文的研究从理论上分析不同类型坍方灾害演化机理,丰富了隧道坍方理论,并总结了针对不同类型坍方的有效预坍方及处治措施,对潜在坍方隧道施工具有重要的指导意义。