تقویت، تثبیت و نگهداری سازه های سنگی، بویژه تونل ها همواره از جمله موضوعات پیچیده ای بوده که مهندسین با آن روبرو بوده اند. در سال های اخیر، با توسعه روش ها و تجهیزات اجرایی جهت حفاری و پایدارسازی سازه های مذکور، روش های تحلیل و طراحی سیستم های حائل نیز پیشرفت های چشمگیری داشته اند. بطورکلی هدف اساسی از طرح سیستم نگهداری در سازه های زیر زمینی، کمک به توده سنگ است تا خود را حفظ و نگهداری کند. بعبارتی سیستم حائل، مقاومت ذاتی توده سنگ را تحریک کرده و باعث می شود که توده سنگ شکسته شده اطراف فضای زیرزمینی خود نگهدار شود. در این پایان نامه ابتدا به بیان موضوع و طرح مسئله تحقیق پرداخته میشود.سپس در ادامه به اهمیت موضوع اشاره شده و نتایج مثبت آن به بحث و بررسی گذاشته میشود. اولین گام در طراحی یک فضای زیرزمینی انجام مطالعات اکتشافی است. سپس براساس اطلاعات جمع آوری شده در این مرحله، خصوصیات پروژه از جمله شکل مقطع، نوع و تعداد وسایل نگهداری و سیستم رفتارنگاری تونل تعیین می گردد. رایج ترین شکل مقطع برای تونلها، مقطعی با سقف قوسی و دیوارهای جانبی قائم است. اما در سنگ های بسیار ضعیف و یا وجود تنشهای برجای بالا، غالباً مقطع بیضی شکل ( نعل اسبی ) مورد استفاده قرار می گیرد. وسایل نگهداری تونل ها عمدتا شامل بتن پاشیده، انواع پیچ سنگ ها و مهار ها و در برخی موارد پوشش بتنی سقف است که با استفاده از تجربیات قبلی، قواعد تجربی، مطالعات تحلیلی، مدلسازی و مشاهده رفتار سازه طراحی می شود. عدم قطعیت در مسائل زمین شناسی و شرایط پیش بینی نشده زمین همیشه دو مشکل اساسی در صنعت تونلزنی بوده است . با افزایش تقاضا برای توسعه و ساخت و سازهای زیرزمینی حتی در شرایط دشوار زمین، ملاحظات مربوط به مخاطرات احتمالی در روش های مختلف تونلزنی از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. تحلیل و طراحی تونلها و ارزیابی پایداری آنها وابسته به عوامل متعدد از جمله هندسه تونل(شکل مقطع)،ابعاد،شرایط توده اعم از خاک و سنگ،عمق تونل وشرایط تنش برجا است که این موضوع بسیار پیچیده و مستلزم بررسی های مختلف اعم از مطالعات میدانی،اندازه گیری تنش ها در زمین،استفاده از روش های تجربی،تحلیلی میسازد.شرایط زمین خصوصا زمین های سنگی ضعیف از جمله عوامل بسیار مشکل ساز در طراحی و اجرای تونل هاست که بدون توجه کافی به آن و ارائه تحلیل های همه جانبه میتواند منجر به مشکلات فراوان از جمله طولانی شدن زمان اجرای تونل و بالا بردن هزینه ها به صورت تصاعدی باشد.