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拓扑优化作为结构优化的高层次优化方法，目前正成为工程界研究的热点，而对于隧道工程的拓扑优化还未见研究成果。建立了隧道洞室的拓扑优化模型，利用高层次拓扑优化理论对隧道洞室进行了拓扑优化分析，提出了预强支护理论，即开挖围岩影响区内进行强支护结合复合衬砌支护的三层支护体系，通过拓扑优化分析确定了预强支护的具体位置。