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随着我国工程建设领域的逐步深部化，深部岩体开挖后因高地应力而导致的岩爆等工程灾害日益突出，严重制约了深部工程建设的发展。为正确认识高应力条件下岩爆的孕育发生机理以及为其预测提供理论基础和技术方法，并为深部地下工程的合理设计与安全施工提供科学依据，本文以锦屏二级水电站引水隧洞为工程背景，对深埋隧洞的岩爆孕育机制及发生过程开展了研究，建立了能合理描述高应力条件下硬岩变形特征的大理岩弹塑性耦合力学模型，归纳分析了目前岩土工程计算参数的敏感性分析方法，提出了能满足定量分析要求的岩爆能量判据-单位时间相对局部能量释放率指标（URLERI）以及能合理模拟岩爆发生过程的动力模拟方法，并将研究结果应用于锦屏二级水电站引水隧洞工程，对该工程中的典型岩爆案例进行了数值模拟分析。本文的研究工作主要集中在如下几个方面:
(1)通过分析锦屏二级水电站两种大理岩（T2y6和T2b）的循环加卸载试验结果，考虑围压对岩石变形和强度的影响，探讨了脆性大理岩力学参数随围压和内变量的演化规律;在此基础上，提出了考虑围压效应的大理岩弹塑性耦合力学模型，并用于对室内三轴试验结果和锦屏二级水电站#4引水隧洞7.14极强岩爆案例进行了数值计算，结果表明，所建立的力学模型可以较好地描述脆性大理岩的主要力学特性与变形破坏特征。
(2)归纳总结了岩土工程中计算参数的敏感性分析方法（包括单因素敏感性分析法和多因素敏感性分析法），分析了各种方法的优缺点及其适用范围;进而采用基于粒子群(PSO)的位移反演法，对锦屏二级水电站引水隧洞绿片岩洞段的力学参数进行了反演分析;最后，在上述基础上，形成了参数敏感性分析→参数反演→反演结果校验的三步集成参数反分析方法，为进一步的高地应力下脆性岩体力学行为分析、围岩稳定性评价和岩爆预测等奠定了基础。
(3)基于对国内外岩爆倾向性能量指标及评估方法特点和不足的综合分析，以局部能量释放率基本理论为基础，提出了一个新的岩爆能量判据-单位时间相对局部能量释放率指标（Unit time Relative Local Energy Release Index，URLERI），并将该指标应用于锦屏二级水电站引水隧洞岩爆分析计算中，计算结果与实际情况基本一致，表明该岩爆判据具有很好地可靠性。
(4)系统研究了钻爆法和TBM两种开挖方式下深埋隧洞岩爆的数值模拟方法，包括:两种开挖方式下深部岩体开挖荷载的瞬态卸荷力学机制与计算方法;岩爆发生过程中新生边界条件的数值处理方法等。在此基础上，建立了深埋隧洞岩爆的数值模拟方法，并基于FLAC3D软件开发了相应的计算程序。
(5)应用本文提出的深埋隧洞岩爆模拟方法，对锦屏二级水电站深埋隧洞的典型岩爆案例进行了数值模拟模拟结果与实际情况基本一致，从而验证了本文所提出的理论及计算方法的合理性。本文的研究成果为我国深埋长隧洞工程施工过程中的岩爆灾害评估、预测、预防和安全施工等方面提供了基本的数值计算依据与相应的技术支持。