论文依托重庆市轨道交通环线渡线区间隧道工程,采用理论分析、数值模拟和现场测量相结合的研究方法,对初期支护(锚杆、喷混凝土、钢支撑)与围岩相互作用的力学原理进行了系统的研究。结合实际工程案例,研究了大跨隧道下接小净距隧道施工对对其初期支护应力应变特征的影响规律。主要研究内容和成果如下:(1)大跨隧道初期支护之全粘式锚杆作用机理研究基于隧道围岩变形理论及锚杆中性点理论,对大跨隧道中锚杆与围岩的相互作用机制进行了研究。研究发现大跨隧道拱顶与边墙位移分布模式存在明显的差异,从而导致了锚杆在隧道不同位置处作用效果不同。运用有限元分析和理论推导结论,提出了大跨隧道截面中锚杆设计参数。(2)开展大跨隧道初期支护之喷射混凝土的支护作用机理研究,把喷射混凝土作为弹性地基曲梁结构,运用弹性地基曲梁理论,分析喷射混凝土在初期支护中所起的作用,着重分析喷射混凝土结构的力学特征,结合隧道喷射混凝土与围岩接触应力监控量测,推导了喷射混凝土结构的内力解析公式。(3)开展大跨隧道初期支护之钢支撑作用机理研究,分析隧道钢支撑与喷射混凝土联合支护的特点和受力特性,建立含有钢支撑和喷射砼的隧道复合初期支护的地基曲梁力学模型,运用弹性地基曲梁理论,以现场监测获取的钢支撑应力值为边界条件推求出隧道初期支护内力解析公式,最终运用所推导的公式求解大跨隧道初期支护内力。(4)开展下接小净距隧道施工对大跨隧道初期支护力学性能研究,建立三维有限元模型,分析大跨隧道与小净距隧道在不同高度差情况下,小净距隧道开挖引起的围岩的位移和应力的变化,同时研究其对上叠大跨隧道初期支护结构之喷射混凝土的弯矩、剪力及轴力的影响规律。