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不利地质结构是水电工程大型地下洞室震害重要诱发因素，其动力失稳机制及安全评价是工程建设中亟待解决的关键科学问题之一。本文利用动力离散元法研究了地震荷载作用下大型地下洞室不利地质结构响应特征与失稳机制。主要研究工作和特点表现在以下几个方面:
1.以位移不连续理论为基础，研究了应力波倾斜入射到节理面的透反射问题。引入频域分析方法，建立了应力波在平行节理组中传播的解析解，所得透射波时程与离散元程序UDEC计算结果相互验证，在此基础上研究了节理间距、节理条数对应力波传播的影响。对比分析了半无限场地某一特定节理分布区域在剪切波作用下的加速度响应;计算结果表明由于应力波在节理面之间相互反射，节理的存在对于应力波在该区域的传播具有放大效应，放大程度主要依赖于节理刚度、节理倾角、入射波频率，但受节理分布范围、节理间距影响较小。
2.针对现有评价方法在处理岩体动力稳定性评价方面的不足，将节理摩擦能作为地下洞室岩体结构动力稳定性评价指标。节理摩擦能是节理面塑性剪切变形过程中不断以摩擦方式消耗的能量，可以较好地表征岩体结构的局部或整体变形破坏特征。研究震后围岩的节理摩擦能与节理位移变化规律和演化特征，建立节理塑性位移与围岩震后潜在塌方深度的对应关系，以潜在塌方深度0～3m、3～6m，大于6m对应的节理摩擦能作为岩体结构局部破坏、潜在中等破坏、潜在严重破坏的评价依据，据此初步形成了以节理摩擦能为指标的岩体结构稳定性评价方法。
3.基于节理摩擦能，分析不同形式岩体结构在动态荷载作用下的破坏状态、破坏程度，研究节理刚度、本构、地应力、埋深等因素对岩体结构动力稳定性的影响。进一步通过分析地震作用下围岩动力响应特征、节理张开滑移特征，探讨不利地质结构的地震失稳模式，揭示不同失稳模式地质结构的破坏机理。
4.基于离散元程序UDEC开展了大岗山大型地下洞室4种典型节理组合形式岩体结构动力响应分析，研究了块体的运动机制、节理滑移特征，同时应用建立的评价方法评估围岩稳定性。