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随着我国西部交通事业的不断发展，穿越高地应力区的软岩隧道不断涌现。高地应力软岩隧道施工过程中软弱围岩在较大工程力作用下表现出明显的流变特征，严重影响隧道的施工安全和长期稳定。结合正在施工建设的宜昌-巴东高速公路高地应力软岩隧道，通过室内试验、理论建模以及数值分析相结合的方法，对高地应力条件下软岩隧道的流变机理及合理支护进行了深入研究，取得研究成果如下:
(1)对依托工程泥质红砂岩进行了高围压三轴蠕变和松弛试验研究。蠕变试验研究表明:岩石的径向蠕变和轴向蠕变非线性特征明显，径向蠕变和轴向蠕变同时进入稳定蠕变和加速蠕变阶段，蠕变过程中随着岩石内部微裂纹的延伸和扩展，岩石以体积扩容为主;松弛试验研究表明:岩石松弛同样具有明显非线性特征，低应力水平下，岩石主要以快速松弛和衰减松弛为主，稳定松弛不明显，应力很快趋于稳定，应力降低较小，当岩石的初始应力接近其峰值应力时，松弛过程中才会出现明显的稳定松弛，应力降低可达50％以上。
(2)根据软岩三轴压缩应力-应变曲线特点，提出了基于Drucker-Prager准则的能够同时反映塑性硬化和损伤软化的弹塑性损伤模型。采用USFLED子程序，将该模型嵌入到通用有限元软件ABAQUS中，通过对宜巴高速泥质灰岩和泥质红砂岩三轴试验结果的反分析研究，验证了模型和子程序的合理性和正确性。
(3)岩石的蠕变损伤与其内部微裂纹的延伸和扩展密切相关，宏观表现为蠕变过程中的体积扩容，通过对岩石扩容过程中损伤耗散能变化规律的分析，建立蠕变损伤演化方程，将其引入到幂函数蠕变模型中，得到了非线性的蠕变损伤模型，采用CREEP子程序将其嵌入到ABAQUS中，并对室内三轴蠕变试验结果进行反分析研究，结果表明该模型可以很好的反映高地应力软岩的减速蠕变，等速蠕变和加速蠕变三个阶段;岩石松弛过程中没有与外界能量的交换，其能量的降低主要是由于松弛损伤导致材料性质不断劣化所致，通过对松弛损伤耗散能的分析建立了松弛损伤演化方程，将其引入到西原模型中，得到了非线性的松弛损伤模型，通过对三轴松弛试验结果的分析验证了模型的合理性。
(4)在考虑围岩流变特征的基础上，提出在初期支护与二次衬砌之间增设U型钢可压缩支架和泡沫混凝土填充层的支护方案。该方案一方面可以使U型钢可压缩支架在二次衬砌施工后仍具有缩动能力，提供稳定支护力;另一方面泡沫混凝土作为一种高压缩材料可以很好的吸收围岩流变变形产生的形变压力，减小二次衬砌的变形和受力，有利于高地应力软岩隧道的长期稳定。
(5)根据峡口隧道现场地应力测试结果和变形监测结果，通过反分析得到了围岩的蠕变损伤参数和蠕变损伤区的分布规律，利用所得围岩参数预测峡口隧道最大埋深处最佳支护时机为隧道开挖后15D-25D之间，隧道设计预留变形为35cm，泡沫混凝土填充层厚度为10cm，可以有效的减小二次衬砌拱顶和拱腰的塑性破坏区，但是底鼓导致的仰拱破坏明显。为了减小隧道的底鼓变形，对隧道开挖断面进行了优化，优化后断面可以极大改善结构的受力减小隧道的长期底鼓变形，有利于隧道的稳定。