随着城市地铁隧道以及地下空间的开发利用，目前一批批的浅埋暗挖地铁隧道项目随之发展起来。针对上软下硬岩体中随机分布节理对浅埋大跨隧道松动压力和分布特征的影响问题，论文采用理论研究、数值模拟和实证分析相结合的研究手段开展系统研究，总结分析围岩压力的统计分布特征，为隧道的可靠度设计奠定基础。论文得出以下创新性成果：
　　(1)针对上软下硬岩质地层特点，开发编制了一套能够实现多组不同密度的随机节理裂隙网络的计算机模拟程序，解决任意多个地层组合时每种地层中节理密度各异的问题，克服了传统均质地层中节理裂隙网络模拟方法的不足，特定情况下可以退化成均值地层的情况。
　　(2)通过正交试验设计和离散元数值模拟，重点分析了埋深、风化层厚度以及节理几何参数的结构效应等对软硬复合地层中洞室松动破坏特征和破坏模式的影响。分析发现浅埋上软下硬岩质地层中隧道的破坏模式具有一定的对称性，主要以起初的局部张拉松动到滑裂面剪切贯通，最后导致整体牵引式的剪切破坏。
　　(3)通过对所有数值试验结果和隧道围岩松动破坏边界形状的统计分析和拟合，发现松动破坏边界曲线最接近二次抛物线类型，对所有试验方案的隧道破坏松动范围特征参数进行多元线性回归统计分析，建立了各个影响因素与松动破坏范围特征参数之间的关系。
　　(4)针对浅埋隧道传统围岩压力理论的局限性，已不能适用于复杂地质条件的问题，基于应力传递原理，根据预测拟合的围岩松动破坏边界形状，推导建立上软下硬岩质地层中浅埋大跨隧道围岩压力计算的解析公式，该公式充分考虑了岩体中节理裂隙分布特征的影响，通过工程算例对公式的有效性与合理性进行了验证，与传统的围岩压力计算方法对比发现，计算结果更接近于现场实测值。
　　(5)根据提出的松动围岩压力计算公式，采取蒙特卡罗随机抽样，确定围岩压力收敛稳定时的临界抽样次数为1000次，对公式中各种参数服从一定概率分布进行随机抽样，统计得到围岩压力的结果服从一定的正态分布特征，围岩压力的统计分布特征均值大小依次为太沙基公式＜谢家烋公式＜比尔鲍曼公式＜本文推导公式＜土柱理论公式。并从概率可靠度方面给出了一定解释，使得由于岩土参数的不确定性和离散性导致的围岩压力不确定性更有意义。
　　(6)以衬砌作用效应来反映围岩压力统计分布特征，通过衬砌的受力特点，求出结构典型截面的作用效应，经过蒙特卡罗随机抽样，统计得到衬砌结构作用效应服从一定的正态分布特征。
　　(7)探讨分析了开挖方式对围岩压力统计分布特征的影响，以常用的地铁隧道十字中隔壁法(CRD法)为例，将全断面开挖得到的围岩压力统计分布特征与CRD法得到的围岩压力分布特征进行相比，开挖方式影响围岩压力的大小，不会影响围岩压力的分布特征。在单因素分布影响状态下，各因素分别服从正态分布或对数正态分布时，松动围岩压力服从一定的正态分布特征，节理间距服从负指数分布时，围岩压力服从负指数分布。在各因素相互组合影响情况下，无论节理间距服从对数正态分布还是负指数分布，围岩压力的分布特征均为正态分布。