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结合几十座公路隧道变形监测数据，通过统计分析得到不同级别围岩变形特征：经历变形发展阶段和变形稳定阶段，同时获得拱项下沉稳定均值μ0和标准差σ0。以江西武吉高速公路隧道为依托，应用有限元方法对不同围岩级别隧道施工全过程进行三维弹件数值模拟，得到拱顶下沉随空间的变化规律。由于开挖受空间约束作用，围岩变形逐步释放。围岩级别越高，隧道拱顶下沉稳定值和稳定距离就越大。将三维模拟结果与监测统计分析得到的拱顶下沉稳定值对比，吻合较好。研究成果应用于实际工程中，可判定隧道施工的安全性。当拱顶下沉超过μ0+σ0值但变形仍未稳定时，应及时预警。