近年来,随着我国高速公路建设规模的扩大,公路隧道数量急剧增长。受地形及占地等因素的影响,连拱隧道的建设越来越受到人们的重视。早期修建的连拱隧道大多以整体式中墙连拱隧道为主,随着运营时间的延长,整体式中墙连拱隧道暴露出严重的病害问题。随后,复合式中墙连拱隧道逐步被应用到连拱隧道的设计与施工中。相比于整体式中墙连拱隧道,复合式中墙连拱隧道运营过程中的工作状态整体表现相对较好。由于该隧道形式出现的时间相对较晚,其力学机理的研究成果相对较少,有待进一步深入研究。本文依托在建的金子尖复合式曲中墙连拱隧道工程,基于文献查阅、现场调研、数理统计、数值分析和现场监测等手段对复合式曲中墙连拱隧道施工过程中的变形及受力特性进行系统研究,以期揭示复合式曲中墙连拱隧道结构力学机理,并为运营阶段隧道结构病害治理提供理论依据。本主要研究内容及研究结论如下:1、结合8座复合式曲中墙连拱隧道病害检测数据,与查阅的整体式直中墙隧道和分离式隧道衬砌病害数据进行对比分析,获取了复合式曲中墙隧道衬砌病害的一般规律,并对其病害成因进行了分析。研究认为:中隔墙附近复杂的围岩-支护作用关系是导致连拱隧道中隔墙一侧病害较为严重的主要原因。2、基于数值方法分析了不同工况下复合式曲中墙连拱隧道中隔墙及支护结构受力、位移的变化规律,并且对比分析了复合式曲中墙与整体式直中墙连拱隧道施工阶段中隔墙及支护结构受力、位移变化规律,主要得出以下结论:(1)偏压对复合式曲中隔墙及支护结构受力产生了不利影响,主要表现在隧道产生向浅埋侧的整体位移,浅埋侧周边收敛增大,外拱腰与边墙相接的位置易产生纵向裂缝,同时偏压加剧了中隔墙向浅埋侧的偏转,墙顶和墙脚的相对位移增大,易引发病害的产生,地形偏压和施工造成的偏压使中隔墙偏压状况加剧,先开挖一侧中墙应力值大于后开挖一侧。(2)通过对复合式及整体式中墙连拱隧道的对比分析发现,复合式中墙的墙体位移更小,以墙脚为例,复合式中隔墙墙脚竖向位移为整体式的30%,横向位移为整体式的20%,复合式中墙的墙身各部分的相对位移更小。整体式中墙的墙顶和墙脚处易产生病害,这与第二章的病害调查结果一致;复合式中墙相比整体式中墙承受的应力值相对较小,中隔墙最大应力为整体式的70%,支护结构为整体式的90%,但是复合式曲中墙的墙身中部及墙顶仍然是病害的高发区。(3)基于现场监测手段对金子尖复合式曲中墙连拱隧道中隔墙、支护结构的力学特性进行分析,主要结论如下:隧道上覆偏压地层显著影响隧道结构受力性能,隧道整体产生了向浅埋侧的偏移,深埋侧隧道及同一侧中隔墙压力较浅埋一侧大,围岩压力、两层支护间压力、二衬应力均呈现类似特征;中隔墙墙身中部应力值较大、且墙体存在偏压状况,得到了中隔墙附近复杂的围岩-支护作用关系是导致连拱隧道中隔墙一侧病害较为严重的主要原因。