巷道/隧道的开挖卸荷效应,直接关系到围岩稳定、支护设计和施工工艺的选择。随着岩土工程不断深入发展,岩体所处环境更为复杂,巷道/隧道的稳定与支护问题越来越困难,面临的挑战和危险不断加大。深部复杂环境的岩石地下工程开挖过程中或开挖后,洞口附近的岩体经常发生卸荷和蠕变,导致大变形和岩爆等灾害,造成施工人员伤亡、经济损失等工程事故。因此,必须对巷道/隧道开挖卸荷条件下围岩的变形规律、强度特征、应力分布特征与损伤演化机制进行研究。为研究巷道围岩的开挖卸荷力学响应及损伤破裂机理,本文以水泥砂浆厚壁圆筒小型围岩试件（高290 mm、外径200 mm、内径60～100 mm）为研究对象,进行了如下工作。主要研究路线为:模拟巷道开挖卸荷模型试验方法研究→巷道开挖卸荷围岩变形规律及破坏特征→改进密封装置实现开挖面空间效应对围岩径向变形的控制作用研究→巷道开挖卸荷围岩的声发射特征及损伤估计→基于PFC3D数值模拟的围岩损伤演化与破裂机理研究→基于厚壁圆筒力学模型的屈服准则与屈服机制研究。对卸荷条件下围岩试件的三向变形规律及宏观破坏特征进行研究,并通过声发射特征试验及PFC3D数值模拟软件,从微观角度上进一步对卸荷作用下围岩细观损伤演化进行了综合研究。具体内容如下:（1）提出了将应变片埋设在水泥砂浆厚壁圆筒小型围岩试件内部的成套方法与试件内部变形的测试方法,将声发射测试技术集成到模拟巷道开挖卸荷的试验系统中,最终建立了使用水泥砂浆厚壁圆筒试件模拟巷道开挖卸荷的试验方法,能够获得试件内部及表面的轴向、径向、切向变形及破坏、声发射特征。（2）基于建立的试验方法,开展了不同卸荷速度及不同应力量级的卸荷试验,对不同影响因素下围岩的变形规律及宏观破坏特征进行系统分析。获得了洞壁及围岩内部不同位置处径向、切向、轴向应变的变化规律和围岩试件的卸荷破坏特征,揭示了卸荷速度及应力量级对围岩变形规律及破坏模式的影响作用。从宏观角度分析了试件破坏特征,并发现卸荷效应会在卸荷结束后继续对围岩产生影响。（3）开挖面空间效应的室内卸荷试验研究需要考虑掌子面的支撑作用。因此,改进了试验系统,并使用一端开孔一端封闭的非通透厚壁圆筒试件（高290 mm、外径200 mm、内径60 mm,底部预留60 mm高的实心岩体）开展了开挖面空间效应对围岩径向变形的控制作用室内试验,获得开挖面空间效应对围岩径向变形的控制规律及应力量级对开挖面空间效应的影响。（4）为了研究围岩试件内部的微观破裂情况,基于建立的试验方法,进行了不同卸荷速度及不同应力量级下的声发射特征试验。发现开挖卸荷过程中围岩试件的声发射特征与卸荷变形响应有良好对应关系,分析了声发射时域及频域参数响应及b值特征,对试件进行了损伤估计。通过定义损伤变量DSB,定量地分析了卸荷过程中及卸荷后围岩的相对损伤量。（5）为了进一步研究卸荷条件下试件内部微观裂隙扩展规律及力学特性响应,使用PFC3D颗粒流程序建立了厚壁圆筒试件模型,揭示了卸荷过程中围岩的裂隙扩展规律及损伤演化过程,分析了卸荷作用下应力量级对围岩力学特性的影响。并根据卸荷作用下围岩储能的积聚–释放过程,揭示了围岩卸荷破坏机理。（6）基于厚壁圆筒小型围岩试件的力学模型,建立其强度准则。并与常规岩芯试件（?50×100 mm）的加荷及卸荷强度准则进行对比分析,发现在小型围岩试件的开挖卸荷过程中,应力圆达到弹性极限的速度会比较快,也更容易达到其弹性极限状态。