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软弱夹层是隧道中最薄弱的地方，易引起隧道坍塌、支护变形等问题，从而影响隧道正常施工。目前国内外学者通过现场监控量测、试验模型、数值模拟等研究手段，对软弱夹层隧道围岩稳定性这一问题进行研究，但主要集中在单一层软弱夹层对隧道围岩稳定性研究。实际工程中，隧道存在多软弱夹层情况，掌子面可见数量较多的软弱夹层，降低隧道围岩稳定性，影响施工。因此，本文通过理论分析、FLAC3D数值模拟和现场监控量测相结合的方法，开展了多软弱夹层隧道开挖过程中围岩稳定性研究，分析了软弱夹层数量、多软弱夹层厚度和多软弱夹层角度对隧道围岩位移、应力及塑性区分布等影响，并通过多软弱夹层隧道开挖现场监控量测结果数值模拟结果对比，获得主要结论如下：
（1）建立多软弱夹层隧道开挖围岩稳定性研究模型，对比分析了隧道台阶法施工过程中软弱夹层数量变化对围岩稳定性的影响规律。结果表明：隧道围岩竖向位移显著增加，拱顶、拱腰和拱底等测点均增加127％以上，右拱腰增加明显，达到了145.8％。水平位移增加更为明显，各位置位移均增加达到211%以上，尤其右拱脚增值达541.4％。由于隧道开挖，拱腰最大主应力值变化显著，开挖至断面前应力值逐渐增加，开挖过断面后骤然减小，这种减小效果随夹层数量增加越明显，左拱腰减小3.01MPa，右拱腰减小2.12MPa。无夹层时围岩受拉区最大值为1.72kPa，而软弱夹层增加至3条夹层时拉应力值达到0.23MPa。发现围岩位移受软弱夹层影响最大，故宜采用位移作为评价多软弱夹层隧道围岩稳定性指标。
（2）揭示了多软弱夹层角度对隧道围岩稳定性影响规律。夹层角度大于60°后，竖向位移随夹层角度增加而增加；左拱腰水平位移受夹层角度变化影响最大，在45°达到最大值4.78mm。对最大主应力值而言，夹层角度小于30°时右拱腰应力值大于左拱腰应力值，大于30°后左拱腰应力值一直大于右拱腰；对于最小主应力，夹层角度小于45°，在拱底会存在完整的受拉区，大于45°后受拉区会在夹层处断裂，形成没有贯通的受拉区。当夹层角度大于45°后，各工况拱底均存在塑性区，整个隧道轮廓塑性区封闭成一个环。
（3）揭示了多软弱夹层厚度对隧道围岩稳定性影响规律。夹层厚度变化对拱腰位移影响最大，尤其厚度达到2m后位移增加非常明显；夹层由0.5m增加至3m时，右拱腰和左拱竖腰竖向位移分别增加了3.57mm和4.5mm，增加率为55.5％和71.4％。随着夹层厚度增加，开挖至监测断面应力释放越明显，厚度3m时应力释放值达到1.01MPa；围岩塑性区面积越大随夹层厚度增加而增加，夹层厚度为1m时出现剪拉破坏区。
（4）结合现场实际工程沙田隧道，通过数值模拟反演和监控量测对多软弱夹层段和围岩完整性较好段对比分析，数值模拟结果与监控量测结果基本一致，拱顶沉降和周边收敛分为三阶段：快速增加阶段、缓慢增加阶段、稳定不再变化阶段，其中第一阶段变形持续时间相对较短但变形量达到70％以上，与围岩完整性较好段相比较，多软弱夹层隧道拱顶沉降位移明显更大，监控量测结果相差5.19mm，数值模拟结果相差4.9mm。提出了多软弱夹层隧道监控量测建议，即施工过程应加强初期支护，提高监控量测频率，防止位移过大引起支护变形严重而造成隧道坍塌。
（1）建立多软弱夹层隧道开挖围岩稳定性研究模型，对比分析了隧道台阶法施工过程中软弱夹层数量变化对围岩稳定性的影响规律。结果表明：隧道围岩竖向位移显著增加，拱顶、拱腰和拱底等测点均增加127％以上，右拱腰增加明显，达到了145.8％。水平位移增加更为明显，各位置位移均增加达到211%以上，尤其右拱脚增值达541.4％。由于隧道开挖，拱腰最大主应力值变化显著，开挖至断面前应力值逐渐增加，开挖过断面后骤然减小，这种减小效果随夹层数量增加越明显，左拱腰减小3.01MPa，右拱腰减小2.12MPa。无夹层时围岩受拉区最大值为1.72kPa，而软弱夹层增加至3条夹层时拉应力值达到0.23MPa。发现围岩位移受软弱夹层影响最大，故宜采用位移作为评价多软弱夹层隧道围岩稳定性指标。
（2）揭示了多软弱夹层角度对隧道围岩稳定性影响规律。夹层角度大于60°后，竖向位移随夹层角度增加而增加；左拱腰水平位移受夹层角度变化影响最大，在45°达到最大值4.78mm。对最大主应力值而言，夹层角度小于30°时右拱腰应力值大于左拱腰应力值，大于30°后左拱腰应力值一直大于右拱腰；对于最小主应力，夹层角度小于45°，在拱底会存在完整的受拉区，大于45°后受拉区会在夹层处断裂，形成没有贯通的受拉区。当夹层角度大于45°后，各工况拱底均存在塑性区，整个隧道轮廓塑性区封闭成一个环。
（3）揭示了多软弱夹层厚度对隧道围岩稳定性影响规律。夹层厚度变化对拱腰位移影响最大，尤其厚度达到2m后位移增加非常明显；夹层由0.5m增加至3m时，右拱腰和左拱竖腰竖向位移分别增加了3.57mm和4.5mm，增加率为55.5％和71.4％。随着夹层厚度增加，开挖至监测断面应力释放越明显，厚度3m时应力释放值达到1.01MPa；围岩塑性区面积越大随夹层厚度增加而增加，夹层厚度为1m时出现剪拉破坏区。
（4）结合现场实际工程沙田隧道，通过数值模拟反演和监控量测对多软弱夹层段和围岩完整性较好段对比分析，数值模拟结果与监控量测结果基本一致，拱顶沉降和周边收敛分为三阶段：快速增加阶段、缓慢增加阶段、稳定不再变化阶段，其中第一阶段变形持续时间相对较短但变形量达到70％以上，与围岩完整性较好段相比较，多软弱夹层隧道拱顶沉降位移明显更大，监控量测结果相差5.19mm，数值模拟结果相差4.9mm。提出了多软弱夹层隧道监控量测建议，即施工过程应加强初期支护，提高监控量测频率，防止位移过大引起支护变形严重而造成隧道坍塌。