隧道开挖过程中围岩应力场变化机制较为复杂,隧道支护设计与施工工法选择均与应力释放率密切相关。明确开挖各阶段的应力释放率可有效控制开挖风险,降低开挖成本。然而,目前关于如何确定隧道开挖应力释放率的研究甚少,如何简单有效地确定隧道开挖应力释放率成为隧道工程中亟待解决的问题之一。本文针对隧道开挖应力释放率的求解及应用展开了一系列的研究工作。首先,基于Mohr-Coulomb和Burger-creep Viscoplastic两种本构关系对隧道开挖过程进行模拟,并将模拟结果与实测数据进行对比,分析模拟中考虑时间效应的必要性。进而在充分考虑隧道开挖时空效应的基础上,借用应力释放率可近似等效为位移释放率的原理,提出一种通过体积损失率求解应力释放率的方法。然后,采用本文提出的方法对不同施工工法、隧道埋深、围岩变形模量等工况下的应力释放率进行求解。求得的应力释放率可作为基准应力释放率,为采用反转应力法实现隧道开挖模拟三维问题二维化提供依据,同时也为同类隧道支护设计及施工工法优化提供一定的理论指导。最后,基于求得的应力释放率采用反转应力法对各开挖工况进行二维模拟,并将计算结果与三维计算中典型断面处的计算结果进行对比分析,验证本文方法所求应力释放率的可靠性及实用性。在此基础上,分析了隧道埋深及围岩变形模量变化对降维效果的影响。