掌子面和软弱裂隙带位置关系示意图，隧道开挖高度为H，软弱裂隙带的宽度为1.0m，长度为2H，θ为裂隙带中心线与隧道断面中轴线的夹角。右图为建好的FLAC3D模型，整个模型长120m，高100m，宽度方向为单位厚度1m。
Ⅳa型隧道上下台阶法施工过程的数值模拟过程为：
(1) 模型建立及划分网格；
(2) 自重应力场模拟；
(3) 上台阶部分围岩开挖、初期支护施加计算；
(4) 下台阶部分围岩开挖、二次衬砌施加计算；
(5) 计算结果分析。
每次建模过程中，保持软弱裂隙带的宽度和长度不变，θ分别取0°、15°、30°、45°、60和75°。此外为了对比分析，增加了无软弱裂隙带的掌子面数值模拟。模型中隧道轴向为Y轴，水平方向为X轴，竖直方向为Z轴。
2.2 物理力学参数及边界条件
模型中共有5个部分需要赋予力学参数，分别为围岩、软弱裂隙带、初衬、二衬、锚杆，结合地勘资料及《公路隧道设计规范》[15]，确定参数取值
