在我国,随着国民经济的飞速发展,隧道工程建设得到大力的推进,同时,我们也看到了新的问题。由于地质条件、地形条件、气候条件和设计、施工、运营过程中各种因素的影响,不少公路隧道衬砌背后的围岩产生各种各样的缺陷,导致隧道建成后,出现各种各样不同程度的病害,这给公路运输带来了安全隐患。为了维护隧道的结构安全,保证公路安全畅通,保护人民群众的生命财产安全和地区经济的稳步发展,本文利用模型试验结合数值模拟的方法研究隧道拱顶衬砌背后和隧道边墙背后存在空洞或者破碎围岩的情况下,衬砌在侧压力系数λ为1.5,1,0.5的应力场中,其形变及产生病害的过程与特点,总结隧道衬砌破坏规律;另外,还探讨了对存在缺陷的围岩处治后,隧道衬砌在不同应力场中的变形、形成病害直到完全破坏的过程与特点,并评价处治方法对隧道极限承载能力的提升效果。将本文成果反馈到隧道的建设和管理中,这为今后隧道病害处治的研究提供了借鉴和参考,对减小隧道病害的危害,提高隧道运营的安全性,保障公路运输的通畅性具有重要的意义。