本文从岩石介质中的弹性波特征分析入手，深入研究地震反射波法超前地质探测中多波拾取与分离方法，研究地震反射波多波关系与围岩分级指标的关系，基于可变模糊集理论对岩体等级分级判定方法进行建模研究，得到了一种利用TSP多波关系进行围岩稳定性等级分级判定的原位、快速判定方法。1、岩石介质中弹性波的特征分析及地震反射波法超前地质探测中多波拾取与分离方法研究。地震反射波超前预报法是利用弹性波的动力学原理，采用多分量勘探技术，用P波震源激发，用x、y、z三分量检波器接收地震波信息，获得多波多分量地震记录信息。利用运动学原理进行P、S波分离，根据入射波的角度信息，对P、SV、SH三分量处理修正，以便得到完整的P-SV、P-SH波和P-P波的地震波记录。2、地震反射波多波关系与围岩分级指标关系研究。波在岩石体中的传播速度取决于其组成的成分和孔隙充填物的弹性，纵波和横波在岩石中传播的速度，是由岩石的体积弹性模量、刚性率和密度决定的。通过对地震波在岩石中传播的特点可以反演出岩体坚硬程度、完整程度以及含水性等围岩等级分级指标参数。3、基于可变模糊集的围岩稳定性分级判定方法研究。可变模糊集理论是在传统模糊集理论的基础上，融入了物质演化所具有的三个规律发展而来的新成果，融入了辩证唯物主义关于差异、共维、中介、两极的概念，它从定性和定量两个方面解决事物变化过程中的矛盾问题。将该评价方法创新性地引入到围岩等级分级判定算法中，来解决当前围岩等级分级判定方法介于定性与定量判定之间的问题。针对隧道施工中所面临的安全掘进问题，利用现场超前地质预报TSP测试数据反演出围岩硬度、完整度及含水性特征参数，通过基于可变模糊集的围岩分级判定模型进行围岩稳定性等级判定。可以利用现有的超前地质预报手段的既有成果，在不增加额外方法成本的基础上，利用先进、科学的算法对围岩稳定性等级进行原位、快速判定，既减少了经济投入，又减少了检测程序，从检测技术投入、经济投入和时间效率等方面相对于原有方法有了极大的改善，对指导施工、节约造价、施工方案设计起到积极的作用。该方法不仅具有深远的理论价值，也具有显著的社会效益和巨大的经济效益。