随着我国交通向山区推进,在条件有限的情况下建设公路隧道越来越困难。通过在山崖侧壁支护结构开洞,将半隧洞结构与棚洞相结合形成嵌壁隧道,可解决贫困山区人民的出行问题。目前嵌壁隧道较少考虑支护结构,需探究其支护结构形式避免局部掉块等运营问题。本文以贵州省赫章县石板河村嵌壁隧道为工程背景,采用物理模型试验和数值模拟的方法,对公路嵌壁隧道支护结构开展研究,通过分析嵌壁隧道在不同侧壁厚度和隧道埋深情况时,采用不同支护结构形式下嵌壁隧道应力及位移的变化,为嵌壁隧道的施工提供指导。主要研究工作和成果如下:（1）阐述了嵌壁隧道在施工和运营过程中的优势,总结了我国嵌壁隧道的结构类型和所处的地质条件,分析了嵌壁隧道的破坏模式及稳定性判据。（2）选取相似材料河砂、石膏粉、膨润土和普通硅酸盐水泥为相似材料,开展配合比试验,得出了嵌壁隧道几何相似比为1:20物理模型试验下相似材料的配合比,即水砂比1:5,膨润土含量8%,水泥含量2%,石膏含量12%。（3）开展了在3种侧壁厚度和2种隧道埋深工况下,采取三种支护结构形式的物理模型试验,通过人工在模型箱中填筑相似材料,使用仪器测量开挖时位移和应力的变化,分析了物理模型试验时位移和应力的变化规律,结果表明,随着侧壁厚度及隧道埋深的减小,三种支护结构形式的位移和应力均增加,其中圆形支护结构形式下位移和应力变化最小最稳定。（4）采用FLAC3D有限差分软件建立了在3种侧壁厚度和3种隧道埋深工况下不同侧壁支护结构形式（圆形、马蹄形、矩形）时的嵌壁隧道模型,探究了开挖过程中隧道周围和支护结构位移、应力变化和塑性区分布,以及不同支护结构形式随侧壁厚度和隧道埋深改变时围岩位移、应力、塑性区的变化规律,确定了圆形支护结构是最合理的结构形式,与物理模型试验结果比较发现,数值模拟和物理模型试验在开挖时的变化基本一致。