高地应力问题是目前隧道及地下工程研究工作者们的研究难点及热点问题。尤其对于软岩隧道,因高地应力引起的围岩变形量大、变形速率高、变形持续时间长等特点,给设计和施工带来极大的困难。同时由于原岩地应力的分布存在着诸多随机与不确定因素,导致建立在原岩地应力场基础上的隧道围岩与支护结构应力、以及洞周变形的分析也存在着诸多不确定性。本文基于原岩地应力及地层参数的随机性以及变异性特征对地应力不确定性分析,并基于此,对隧道洞周围岩与支护结构的应力场及位移场,进行了不确定性分析;并基于可拓学理论,在既有分级指标基础上引入围岩弹性模量及考虑洞壁位移影响因素的综合系数,提出了一种新的高地应力软岩隧道大变形分级指标体系。论文主要研究工作如下:（1）基于西南地区地应力统计数据,包含拉萨,山南,林芝,理塘,雅江,康定,泸定,雅安等8个城市,16个测区,243组地应力数据,通过曲线拟合,分析了西南地区的地应力分布规律:西南地区除了少部分城市垂直主应力占主导外,大部分城市水平主应力占主导,主应力值随埋深的增加而逐渐增大,其中最大水平主应力数据相对分散。由于不同构造的交汇,西南地区的应力场受到多条断层的控制,同时受到山间峡谷地形和边坡应力场叠加的影响。基于不确定度理论与贝叶斯分析方法,建立了水平地应力随垂直地应力变化的回归预测模型的不确定度评价方法。基于实测数据,对已有的回归预测模型进行了不确定性分析和验证,可知在样本数据范围内,指数函数预测模型的可靠度更高,在样本数据范围以外,幂函数预测模型可靠度更高;（2）基于现场实测地应力数据,通过局部应力场的统计模拟及蒙特卡洛随机抽样理论,建立了远场地应力随机模型及平均地应力估计模型。并通过R语言编程,进行了地应力测量样本数量对远场平均地应力估计的可靠性的影响研究。研究表明,在地层某一深度,当受到应力分区、断裂带等地质构造影响时,为获得可接受的平均地应力估计,最少样本数量需要大大增加。而在埋深方向,埋深越浅,获得可靠估计的最少样本数量也会大大增加。（3）将不确定度理论引入高地应力软岩隧道洞周变形与围岩支护解析中,通过分析影响围岩变形因素的不确定性,提出隧道洞周位移解析解的不确定性分析模型。并进行了影响隧道变形因素的敏感性分析,提出了弹性模量是影响隧道变形的最明显的因素。并结合支护特征曲线,建立了洞周位移随支护刚度变化的分析方法,提出了最不利变形量对应的支护刚度变化范围。并通过工程实例进行了有效验证;建立了不同围岩等级下合理的支护刚度范围。（4）基于可拓学理论,在既有分级指标基础上,引入围岩弹性模量,及综合考虑洞壁位移影响因素的综合系数,提出了一种新的高地应力软岩隧道大变形分级指标体系。工程实例验证表明,改进的分级指标预测准确度更高,可更好地预测大变形等级;并基于此大变形分级指标体系,建立了考虑局部原岩应力不确定性的大变形预测不确定性分析方法。并结合工程实例,进行了工程应用,可对工程人员提供有效指导。