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我国西南很多水电站孕育柱状节理这一特殊的节理岩体，从力学角度来看，柱状节理为受多组平行节理面切割而形成具有块体排列规则的柱体岩体，其特殊性主要体现在内部节理裂隙异常发育，未开挖时这些节理面相互镶嵌，可以使得柱状节理保持较高的强度，但是在开挖卸荷作用下，这些节理面极易出现松弛和开裂，形成破裂结构，如果对其不予重视，极有可能成为威胁水电站正常运营的巨大隐患。本文面向这一课题需求，依托白鹤滩水电站这一典型重大工程，以该水电站导流洞出露的柱状节理岩体为研究对象，基于现场和室内实验成果，研究了柱状节理岩体的力学特性;提出隐节理面的存在是导致其时效特征、破坏模式的核心原因;分析了柱状节理开挖损伤区时效演化规律;构建了柱状节理岩体的本构模型;研究了柱状节理及柱状节理岩体的破坏模式;采用“裂化-抑制”法针对柱状节理的支护参数进行了设计并得到了现场验证。本文取得的结论和研究成果如下： (1)柱状节理岩体中，除了构成柱体的柱间节理面，还存在着大量的隐节理面。柱间节理面为冷缩时形成的张拉节理面;柱内陡倾角隐节理面呈旋回状，存在陡坎且陡坎深度不一;柱内近水平隐节理面表面平整。由于柱状节理中存在隐节理面，未开挖时其可以保持着较高的强度，开挖后隐节理面张开，导致岩体承载能力大大下降，因此后续的研究工作都不能忽视隐节理面的影响。 (2)构建了柱状节理三维网络模型。传统的测窗法或者测线法均针对普通的“面”节理面，不适用于“体”节理面的柱状节理岩体，借鉴柱体体积“底面积×高”的计算方法，从柱体截面和柱体轴向两部分对柱状节理岩体三维网络进行测量，以此为基础构建了柱状节理三维网络模型，模拟结果与现场测量结果吻合良好。 (3)柱状节理岩体具有显著的各向异性。通过其垂直柱体轴线方向和平行其柱体轴线方向的声波波速测试揭示了其变形各向异性特点;通过不同取样方向岩芯的单轴压缩试验和现场岩块的点荷载试验阐明了其强度的各向异性特点;最后通过所取岩芯来分析RQD的各向异性特征。导致平行柱体轴线力学性质反而较差的原因在于平行于柱体轴线隐节理的发育程度大于垂直于柱体轴线的方向。 (4)分析了柱状节理开挖损伤区时效特征的演化规律。柱状节理岩体开挖损伤区的时间效应包括三个阶段(1)减速松弛阶段，该阶段初始，开挖损伤区深度随时间呈对数增加(2)稳速松弛阶段，在该阶段损伤区的增长速率保持稳定(3)加速松弛阶段，该阶段损伤区深度的增长速率突然增加，如果仍不采取措施，非常容易导致岩体失稳。 (5)建立了柱状节理岩体的本构模型。该模型在弹性阶段采用横观各向同性弹性矩阵来表征其横观各向特征，推广单弱面强度理论建立考虑多组不同产状不同间距结构面组合的复合强度准则实现强度各向异性分析;强度准则采取能反应节理表面粗糙度的Barton-Bandis准则，并且通过强度参数随时间弱化来反应岩体的时效弱化特征，建立考虑各向异性变形行为和时效Barton-Bandis强度准则的多节理柱状节理本构模型(Extended Multiset Joints Model with TransverseIsotropy Deformation and Time Dependent Barton-Bandis Strength ContainingSpacing，MJTTS)。 (6)对柱状节理岩体的破坏模式进行了深入分析。其破坏模式主要包括岩体结构控制型破坏和应力控制型破坏，岩体结构控制型破坏包括单临空面节理面滑移（塌方）、多临空面节理面滑移（塌方）、与错动带、断层等弱面相组合的坍塌，应力控制型破坏主要是河谷侧顶拱喷层开裂。数值模拟及电镜扫描结果表明，柱状节理表层主要发生柱内竖直隐节理面和柱间节理面的拉破坏，而围岩内部主要发生柱间节理面的剪切破坏。 (7)采用“裂化-抑制”法针对柱状节理的支护参数进行了设计。对于柱状节理这种中高应力下硬岩地下工程，其变形模式不一，时大时小;相反，该类岩体内部发生了较多开裂，并且随时间不断发展，开挖损伤区深度不断增大，围岩强度不断降低，因此，冯夏庭等根据该类岩体的裂化特点提出一种适用于中高应力硬岩地下工程的支护设计方法:裂化抑制法。在阐述了裂化抑制法的支护理念、支护设计方法的基础上，对柱状节理的喷层厚度、喷层时机、锚杆长度、锚杆间距、锚杆角度、锚杆支护时机等进行了设计，有效抑制了柱状节理岩体内裂隙、开挖损伤区深度的时效发展。