基础建设工程特别是隧道工程对我国经济全面发展实现共同富裕起到举足轻重的作用,深埋隧道常处于高地应力环境下,在复杂的地质环境中保证隧道围岩及其衬砌支护结构稳定,是隧道施工以及后期稳定运营的前提。复杂的地质环境中,多种因素导致多变的荷载作用于隧道支护结构,因此,研究变化荷载作用于隧道支护结构对隧道工程施工以及后期维护以及上期运营有深远意义,也为后期发展智能建造和学科可持续发展有一定参考意义。围岩与衬砌形成的界面是整个支护结构中最薄弱部分,且是类似于岩石属性的材料,在抗拉性能远低于其抗压性能。考虑最不利因素的对支护结构影响,采取实验室试验、无损检测手段（声发射技术和数字图像相关技术）与数值模拟相互验证手段来研究荷载变化对界面抗拉性能的影响,本文研究内容如下:（1）通过实验室岩石-喷射混凝土三点弯曲试验来研究循环荷载对岩石-混凝土界面抗拉性能的影响,基于界面软化本构关系,研究三点弯曲断裂能与岩石-喷射混凝土复合构件界面抗拉强度的关系。复合构件先进行峰前等幅循环加载后单调加载,得到构件的抗折强度、断裂能和力学强度都是随加载幅值的增大而减小,进而求解出岩石-混凝土界面的抗拉强度也是随循环加载的幅值的增大而减小。（2）通过实验室直接拉伸试验研究不同加载速率下的荷载对界面抗拉强度的影响,设计三种不同的速率的荷载对同一类型的岩石-混凝土界面进行加载,得到界面抗拉强度随着加载速率的增大呈对数增长,通过引伸计和声发射技术检测获得加载速率对界面的延性和弹性模量也有重要影响。（3）通过离散元软件PFC3D进行对各个工况的试验验证,又补做几组实验室试验缺少的工况,同时数值模拟结果可以与无损检测技术相互验证,捕捉界面出裂缝类型以及发育情况,大大提高了试验结果的规律性和说服力。（4）通过平节理模型（FJCM）对混凝土、黑砂岩和花岗岩材料的单轴压缩标定,从而实现了宏观力学性能和围观参数之间的相互印证,证明了拟合宏细观力学特性迭代过程的有效性。本文基于实验室试验和数值模拟研究了荷载变化对岩石-混凝土界面的抗拉特性以及损伤机理的影响,又通过无损检测技术获得了隧道围岩及其衬砌的界面内部裂纹在不同荷载作用下的发育规律以及表面位移场的变化情况,各种科研方法和科学手段相互验证,提高了本文的科学性和说服力。