在地下洞室开挖及运行过程中，要防止围岩失稳，保持其长期稳定性，有时需要对围岩进行加固处理。加固方式有混凝土衬砌、钢板衬砌、锚喷及各种支护、灌浆等。早期的地下工程重视衬砌和支护建设，将岩体仅仅作为衬砌和支护承受的载荷源，并假定岩体为松散介质建立了山岩压力理论。近代地下工程设计理论认为围岩既是载荷源，又是一种承载结构，应充分发挥岩石本身的强度，只在岩体本身不能维持稳定时，才进行加固处理。衬砌和支护的设计中也考虑与岩体的联合作用。围岩应力与稳定分析主要依靠有限元、边界元、离散元及块体理论等数值分析方法，在特殊条件下也可以用解析法求解。

水工隧洞要承受内水压力作用，同时有平整度要求，多数情况下要采用混凝土衬砌，有的甚至要进行钢板衬砌。这时围岩的应力状态是开挖后的应力重分布与承受内水压力后的组合状态，围岩的变形性能决定了它分担内水压力的比例。设计中要考虑围岩与衬砌的共同作用。对于圆形隧洞，基于弹性理论中的厚壁圆筒公式，根据岩体与衬砌的变形连续条件，建立了围岩和衬砌的应力计算理论。对于任意形状的压力隧洞，基于弹性地基梁的地基反力系数假定，用结构力学或其他数值分析方法计算衬砌的内力。2100433B