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利用三维岩土数值分析软件对西汉高速公路酉水隧道进行了无支护开挖工况大变形三维数值模拟分析，定性掌握了围岩大变形破坏的原因。并采用三维壳体单元对原初期支护设计和二次变更设计进行了模拟，探明了原设计不能满足要求的原因以及二次变更设计的合理性。同时查明了隧道支护的薄弱环节，在此基础上提出了更为合理的设计，旨在为类似的软弱围岩大变形条件下隧道的初期支护计算和设计提供借鉴。