随着中国经济快速发展的同时,大量的基础建设尤其是铁路隧道的修建成井喷式增长,在如此之多的隧道修建的过程中,不可避免的会遇到各种各样的软弱围岩地段,开挖过程中极易出现掌子面失稳的情况,给施工带来了极大困扰。全风化红砂岩是一种成分复杂,结构多变,具有特殊力学性质的岩土材料,具有遇水软化、易崩解的特征,稳定性较差,在隧道施工期间红砂岩遇水后极易出现流砂、失稳现象。而目前针对全风化红砂岩地层隧道掌子面稳定性的研究几乎没有,在全风化红砂岩隧道中施工的关键技术还不够成熟,缺乏一些较为可靠的施工对策。因此,本文依托浩吉铁路阳城隧道,采用现场调研、文献调研、室内试验、数学模型以及数值模拟等多种研究方法,对全风化红砂岩地层隧道掌子面的稳定性及控制技术进行了研究,主要研究工作如下:（1）开展全风化红砂岩室内物理力学试验。通过室内基础物理试验对原状土的含水率、天然密度、颗粒密度以及最优含水率等物理参数进行了测定,得到全风化红砂岩原状土的相关物理特性。并将原状土重塑成不同含水率的重塑土,通过固结压缩试验和直剪试验,得出了不同含水率下的重塑土的压缩模量、粘聚力以及内摩擦角。（2）基于室内试验的结果,采用数值模拟手段,建立了全风化红砂岩地层隧道开挖模型。从掌子面挤出位移、掌子面前方变形、拱顶沉降、掌子面前方应力以及掌子面前方塑性区五个方面,对不同埋深以及不同含水率下全风化红砂岩地层隧道掌子面变形特征进行对比分析。（3）基于突变理论,以掌子面特征点位移作为失稳判据,对不同含水率下掌子面的稳定性进行了分析,通过强度折减法进行折减计算,构建出掌子面特征点位移与折减系数的关系曲线,然后根据突变理论中的尖点突变模型,找出突变点,其对应的折减系数即可认为是掌子面的安全系数。（4）针对掌子面稳定性控制技术进行研究,对掌子面稳定性控制原理进行了分析,并对不同控制措施进行了简单介绍,最后根据阳城隧道实际控制措施的实施情况,采用数值手段对采用控制措施后掌子面的变形情况及稳定性进行了对比分析。