实际工程中软弱隧道围岩的变形和时间具有一定的关系,传统的弹性、弹塑性理论中并没有时间这一个概念,而流变力学的时效特征能很好地描述围岩变形随时间的变化,因此将流变力学引入软弱围岩分析中将更加与工程实际相符合。软弱隧道围岩的变形随时间往往会有较大的增加,工程中对这类围岩的常用支护方式是采用强度高、刚度大的支护结构来抑制围岩因流变产生的大变形,但过度抑制变形的同时也使得岩体的变形能得不到很好的释放。让压支护体系是一种能够给围岩提供足够支撑力以使围岩不发生大变形破坏的同时自身具有一定的伸缩性来适当增加围岩变形的支护结构。通过让压支护的方式能够适当地释放围岩的变形能。本文采用理论分析的方法,选择合适的粘弹性和粘弹塑性流变本构模型研究了围岩位移随时间变化的规律;同时研究了让压支护等不同支护方式下围岩位移变化的差异,并通过数值分析验证了理论推导结果的适用性。本文研究的主要内容及成果如下:(1)在隧道围岩粘弹性分析中选用了分数阶Burgers粘弹性流变本构模型,推导了围岩位移随时间变化的解析解,并通过与分数阶Maxwell模型和整数阶Burgers模型解进行对比,结果表明:三种模型位移变化具有相同的趋势,但各自也存在一定的差异。通过观察围岩位移变化规律发现隧道开挖之后的短期时间内位移产生的增量较大,因此,在实际工程中有必要对围岩进行及时支护来抑制隧道开挖之后因流变产生的大变形。(2)在隧道围岩的粘弹塑性分析中选用了引入Mohr—Coulomb准则的分数阶粘弹塑性流变本构模型,并在计算模型中考虑了受掌子面影响的围岩应力释放效应,推导了围岩应力、位移和粘塑性区半径的解析解。通过与西原模型解的对比验证了推导结果的适用性。(3)将围岩视为整数阶Burgers体,支护结构分别视为弹性体和Kelvin粘弹性体,推导了强支护和让压支护两种情况下支护力和围岩位移随时间变化的解析解。以支护结构为弹性体为例,分析了两种支护模式下隧道围岩位移变化的差异,结果表明,让压支护产生的位移大于强支护的位移,但增量不是很大,这保证了支护结构在提供足够支护力的同时适当地释放了围岩自身的承载能力。同时对让压起始时间和让压量做了相应的探讨。(4)运用FLAC 3D软件对两种支护方式进行了数值模拟,通过对位移数值解进行分析,结果表明:数值解与理论解之间的误差在2%以内,较好地验证了理论推导的合理性。