在深埋高地应力条件下,硬脆性岩体隧道开挖卸荷诱发的剥落破坏与岩爆灾害现象发生频率越来越高,对隧道施工安全与长期稳定带来严重影响。深埋隧道硬岩灾变风险评估面临围岩参数不确定性导致风险存在的演化机制尚不明确、普适性的剥落破坏风险评估方法尚不健全、不完备信息条件下岩爆风险评估方法尚不完善等三方面关键问题,本文利用案例统计、理论解析、现场监测和数值模拟等相结合的方法,系统研究提出了基于不确定性分析的深埋硬岩隧道剥落破坏与岩爆风险评估方法,对于有效指导硬岩灾变防治具有重要的现实意义。本文取得的主要研究成果具体如下:(1)针对硬岩隧道常用的启裂-剥落界限本构模型中围岩单轴抗压强度、启裂强度与抗压强度比及抗拉强度三个参数,系统分析了其不确定性来源,确定了概率统计特征;利用粒子群-多输出支持向量机方法建立反映反演参数与隧道多源监测数据间非线性映射关系的智能响应面;结合贝叶斯分析方法构建概率反演模型,运用马尔科夫链蒙特卡洛模拟算法实现了三个围岩参数同时动态更新;解释了围岩参数更新前后隧道结构变形存在差异的原因,揭示了围岩参数不确定性导致风险产生的演化机制。(2)基于启裂-剥落界限方法不确定性分析,提出了一种深埋硬岩隧道剥落破坏普适性风险评估方法。首先,利用可靠度设计方法,建立基于Hermite随机多项式展开随机响应面的剥落破坏深度概率可靠度估测模型,确定拱顶与拱腰剥落破坏发生概率;其次,利用单位长度隧道断面剥落破坏深度与平均损失费用计算破坏后果直接经济损失,由此开展剥落破坏风险估计;最后,推导得到剥落破坏预期成本比理论解析公式,确定了剥落破坏可能性概率等级阈值,计算得到了风险分级标准。将该方法应用于加拿大低中放废物深地质处置库工程案例中,得到了拱顶剥落破坏、拱腰剥落破坏与两者同时发生三种情况下风险等级,并分析了常用深度估测经验公式、随机变量变异系数与相关系数对剥落破坏深度概率估测的影响。(3)基于岩爆实际案例统计分析,从中提取最大切向应力、岩石单轴抗压强度、岩石单轴抗拉强度、应力强度比、岩石脆性系数、弹性变形能指数等六个主要特征参数,确定各参数概率分布函数与相关性;构建Copula理论框架下六个参数多维联合概率分布函数,建立反映六个参数与隧道岩爆预测等级值间非线性映射关系的粒子群算法优化最小二乘支持向量机智能响应面,由此联合确立了基于Copula理论的最小二乘支持向量机岩爆预测概率模型,利用蒙特卡罗模拟方法得到了岩爆预测等级值威布尔概率分布函数,提出了隧道岩爆预测概率模型。(4)基于岩爆微震监测实际案例统计分析,从中选取累积事件数、事件率、累积释放能量对数、能量速率对数、累积视体积对数与视体积率对数等六个主要特征参数,确定各监测参数概率分布函数与相关性;构建Copula理论框架下六个监测参数多维联合概率分布函数,建立反映六个监测参数与隧道岩爆预测等级值间非线性映射关系的粒子群算法优化随机森林智能响应面,利用蒙特卡洛模拟确立了基于Copula理论的随机森林岩爆预测概率模型;基于人员伤亡、直接经济损失、社会影响、环境影响与工期延误等五种后果情形,建立了岩爆事故后果当量计算模型;结合风险等高线图,确定岩爆风险分级标准,由此构建了岩爆风险评估贝叶斯网络模型,计算得到不同岩爆风险等级及其概率值,提出了基于贝叶斯网络的深埋硬岩隧道岩爆风险动态评估方法。结合施工前岩爆风险可能性估测,构建了岩爆两阶段风险评估机制。(5)系统分析了围岩参数不确定性与模型不确定性对岩爆风险可能性概率估测结果的影响,以及施工中岩爆风险贝叶斯网络评估模型准确性与适宜性对评估结果的影响。锦屏二级水电站实际岩爆案例应用结果验证了施工前岩爆风险可能性估测方法与施工中岩爆风险动态评估方法的可行性,并通过对比分析表明了岩爆两阶段风险评估机制的合理性与实用性。