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本文基于大量的文献资料和广泛的工程经验，利用现场实测数据、理论解析推导和数值计算等多种研究手段，针对隧道衬砌厚度变化及衬砌后接触条件变化对于衬砌应力状态的影响进行了全面系统的研究，建立了隧道衬砌状态评估体系及相应的一整套评估方法，并结合具体的工程实践对本文所得的研究成果加以应用和验证。
本文得到了关于隧道衬砌厚度的变化规律、衬砌后接触条件的变化规律以及衬砌后空洞尺寸参数的变化规律等一系列有意义的结论，推导出了空洞环向尺寸参数的计算公式，确定出了半圆拱直墙洞形的二次应力状态；同时，在边界条件确定的情况下，又进一步推导出围岩的三次应力状态；同时确定出隧道衬砌在相应情况下的应力状态。
本文推导出了隧道衬砌与围岩间的变形协调方程，从而实现了围岩二次位移场、三次位移场以及衬砌位移场之间的有效联系；同时利用数值模拟及现场数据回归分析等方法，探讨了在不同围岩类别、不同施工方法、不同侧压力系数、不同隧道横断面形状系数、不同隧道埋深以及隧道横断面不同部位等各个因素影响下位移释放率的变化规律；这样，通过变形协调方程解出隧道衬砌与围岩间相互作用力的待定参数，从而实现了隧道衬砌应力状态的完全确定，明确了隧道衬砌厚度不足或衬砌后接触非密实这些表观检测结果与衬砌内部应力集中程度之间的内在联系，从而为进一步依据隧道衬砌相关检测结果建立隧道衬砌状态评估体系提供了定量评估基础。