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隧道病害越来越引起人们的关注与重视,选取衬砌背后存在空洞这一常见隧道病害形式,利用有限元软件ANSYS建立三维弹塑性模型,运用地层结构法,通过模拟隧道开挖施工,分析拱顶部位空洞对不同等级围岩的位移以及内力的影响。结果表明衬砌背后空洞的存在降低衬砌结构的安全性,随着围岩等级变差,衬砌安全性越差,指出隧道空洞病害常用的维修加固措施。