3.2.1 隧道结构计算的结构力学法
隧道结构计算方法主要可以分为以下三种：第一种，刚体力学法；第二种，结构力学法；第三种，连续介质力学法。以下主要介绍第二种结构力学法。结构力学法指的将地层对衬砌结构的作用看作施加于衬砌结构上的荷载，以此计算衬砌结构的内力和变形情况，它仅仅对衬砌结构进行计算，无法计算围岩的应力和变形情况。弹塑性力学法认为：衬砌结构和地层共同构成受力变形体，然后根据连续介质力学法计算衬砌的内力和变形情况。目前，借助这一理论得到的解主要有圆形隧道弹性解、黏弹性解和弹塑性解以及地下连续墙塑性解等，它不仅可以准确计算衬砌结构，还可以准确计算围岩。但是，由于这一计算过程比较复杂，所得到的弹塑性解析解也不多，因此还需要依赖数值法和半解析数值法。
1.拱形半衬砌隧道结构计算方法
半衬砌结构主要设置在比较坚硬的围岩中，所以水平压力较小，可以忽略不计，而作用在衬砌结构上的主动荷载，仅有围岩的垂直压力、衬砌自重以及回填材料重力等。同时，由于拱形半衬砌隧道拱跨比较小，拱圈在大部分情况下又位于脱离区，故不考虑弹性抗力。其力学模型是一个拱脚弹性固定的无铰拱对称问题，对于全对称需要根据结构力学在拱顶截面处通过位移协调方程计算得出。
2.拱形曲墙假定抗力法
拱形曲墙假定抗力法的计算模型为墙角固定而两侧受周围约束的无铰拱，计算过程如下：将拱顶切开，以一对悬臂梁为基本结构，切开处赘余力为X1、X2、X3，在主动荷载与弹性抗力的双重作用下，根据拱顶连续位移条件，可以得出三个连续方程；对于其中的被动抗力σh，通过利用最大抗力点h处的变形协调条件补充一个方程得出其他未知数。(https://www.daowen.com)
3.拱形直墙隧道局部变形法
在拱形直墙式隧道结构的分析过程中，需要将拱圈和直墙分开考虑，即拱圈是一个拱脚弹性固定的无铰拱，拱圈弹性抗力假设为二次抛物线分布，边墙看作弹性地基梁，所产生的抗力全部由温克尔假设确定，墙顶和拱脚弹性固结，墙角和基岩之间会产生较大的摩擦力，不会出现水平位移，它在基岩的作用视为刚性。
4.矩阵位移法
矩阵位移法的基本思路和计算方法与矩阵力学基本相同，不同的只是需要使用未知的节点代替已知节点，通过单元刚度矩阵代替单元柔性矩阵，单元节点和单元节点之间的位移关系通过单元刚度矩阵来判断，作用在结构荷载处的外部荷载与结构位移之间的关系通过结构矩阵刚度联系在一起。