我国正处在大规模的城市隧道工程建设时期，隧道开挖扰动引起围岩土体的不均匀变形，导致土体中荷载的传递路径发生偏离，形成土压力拱。土拱效应是隧道围岩变形与稳定性分析的核心问题，也是确定围岩压力进行隧道支护结构设计的基础。本项目以隧道开挖为研究对象，针对土拱效应这一核心问题，以土的应力路径相关性研究为主线，综合运用相互作用理论采用数值模拟、理论分析与模型试验相结合的研究手段，研究1)开挖荷载作用下土的力学特性、本构模型及隧道围岩土压力拱的形成过程数值模拟；2)隧道开挖模型试验与隧道施工现场监测；3)隧道围岩三维土压力拱效应分析方法，包含深埋隧道与浅埋隧道划分标准及地面沉降模式、围岩压力分析模型及其时变演化规律三个层面的问题。在三维土压力拱效应模拟模型与分析方法方面取得原创性研究成果，成果可为隧道开挖系统方案的制定、技术措施的实施提供科学支撑，为隧道开挖原理与灾变控制理论的建立奠定基础。
