我国西部地区地形地貌复杂,主要以高原、丘陵和山脉为主,由于地形地貌限制,进行大规模城市地面建设时多采用高挖深填的方法,形成大面积的块石回填土抛填区。随着城市地下空间开发与利用,地下工程穿越块石回填区的情况屡见不鲜,尤其是在山地城市重庆。块石回填土孔隙多而大,重庆地区雨水充沛,新建块石回填土隧道长期处于雨水影响下,雨水渗入导致围岩体自重增加、沉降增大,支护结构变形开裂、隧道内渗水严重,影响隧道整体稳定性,使建设难度和成本增加。本文依托重庆市轨道交通十号线上湾路-环山公园区间穿越块石回填土段隧道工程,通过室内试验、现场试验以及数值计算分析等方法,对降雨入渗对块石回填土隧道围岩与支护结构力学特性的影响进行了系统地研究。本文主要研究内容与成果如下:(1)基于重庆地区块石回填土现场抽水试验和室内渗透研究,对不同含石量回填体渗透系数计算公式进行了标定;基于大型粗颗粒土三轴剪切试验,获得了不同含石量条件下的块石回填土应力-应变特性,揭示了强度参数随含石量的变化规律,并提出了饱和块石回填土的强度修正公式。(2)通过块石回填土隧道围岩与支护结构力学效应现场试验,获得了隧道拱顶沉降与地表沉降变化规律,分析了块石回填土隧道围岩变形特性及支护结构受力特性。(3)基于FLAC两相流数值计算,分析了暴雨工况下块石回填土隧道围岩应力场与位移场的分布特征、以及隧道锚杆、初期支护与二次衬砌结构内力的变化规律。结果表明:暴雨对围岩应力场和位移场的影响主要体现在y方向,暴雨工况下围岩变形与支护结构受力水平显著提高。(4)基于有限差分法,对不同降雨强度和降雨持时工况进行了计算,揭示了不同降雨工况对块石回填土隧道围岩与支护结构力学特性的影响规律,以及最不利降雨工况对不同含石量块石回填土隧道的影响规律。结果表明:围岩变形与支护内力受降雨参数影响显著,综合考虑围岩沉降变形、锚杆轴力以及初支与二衬内力变化规律,高强度、短持时工况为最不利降雨工况;最不利降雨工况下,含石量低于40%的块石回填土隧道相对更危险。