随着我国“交通强国”和“海洋强国”等战略的不断推进,隧道与地下工程建设规模和难度均跃居世界首位。由于我国地质条件复杂多样,地下工程的建设常穿越富水裂隙岩体,在应力场和渗流场长期耦合作用下,围岩内裂隙极易萌生、扩展、贯通,导致岩体破裂失稳,威胁地下结构长期稳定性,甚至引发严重的工程灾害。因此,明确水力耦合作用下三维裂隙扩展演化规律及岩体失稳破裂机理,系统研究裂隙扩展与时间的相关特征,掌握裂隙扩展演化和相互作用对岩体长期力学行为的影响,对控制工程事故发生、确保建设和运营安全至关重要。然而,目前对复杂地质环境下裂隙空间扩展模式和岩体破裂机理还没有系统地认识,三维裂隙扩展演化、相互作用行为和岩体力学特性随时间变化的规律还不清楚,尚缺乏综合反映耦合作用和三维裂隙扩展演化的岩体蠕变模型,难以为长期水力耦合作用下工程岩体长期性能预测提供科学依据。针对上述问题,本文综合采用室内试验、理论分析、数值模拟和工程验证等研究手段,调查了水力耦合作用下三维裂隙岩体破裂演化基本模式及主要影响因素,阐明了裂隙扩展和岩体破裂的时效机理与阶段性特征,建立了综合考虑水力耦合作用和裂隙亚临界扩展的岩体蠕变模型,进一步提出了裂隙岩体断裂—渗流—蠕变耦合模型及长期性能预测方法,针对典型隧道围岩开展了工程验证与应用研究,以期为工程建设安全和长期稳定性评价提供理论依据。本文的主要研究工作及成果总结如下:（1）岩体内裂隙在高地应力、强渗透压作用下极易发生萌生、扩展、贯通,导致岩体破裂失稳。为研究水力耦合作用下三维裂隙岩体破裂的基本模式,采用三维断裂分析软件FRANC3D建立了水力耦合数值模型,进行了数值模拟研究,并利用透明树脂类岩石材料制作含三维裂隙试件,开展了相应的室内试验。基于三种基本断裂模式的贡献率,对修正的能量释放率准则进行了参数优化。通过对比模拟与试验结果,分析了不同断裂准则的适用性,验证了数值模型的可靠性。基于数值模拟调查了不同加载条件下裂隙前缘断裂参数的分布特征,获得了裂隙水压、外部荷载等关键因素对裂隙起裂角及扩展长度等空间扩展特征的影响规律,揭示了水力耦合条件下裂隙岩体破裂的基本模式,为水力耦合裂隙扩展时效特征研究奠定了基础。（2）水力耦合作用下的裂隙岩体破裂通常是一个渐进过程,裂隙扩展具有典型的时效性特征,且裂隙的亚临界扩展是导致岩体失稳的重要原因之一。为研究水力耦合作用下三维裂隙扩展过程及岩体破裂模式的时效特征,基于含三维裂隙的水泥砂浆类岩石试件开展了室内蠕变试验,并进行了相应的数值模拟研究。通过分析试验结果,调查了水力耦合下三维裂隙的扩展演化、相互作用行为和试件的蠕变破裂模式,基于低频核磁共振技术进一步分析了裂隙演化特征;采用有限元断裂分析软件建立了水力耦合三维裂隙扩展时效特征数值模型,研究了裂隙扩展演化及相互作用行为随时间的演化规律,并分析了水压、裂隙倾角、裂隙形状、裂隙间距及岩桥角对裂隙扩展和相互作用行为及其时效性特征的影响机制。（3）在长期水力耦合作用下,裂隙的亚临界扩展和相互作用是影响岩体蠕变变形和渐进性破裂行为的重要因素。为研究含三维裂隙岩体的蠕变力学特性与时效性破裂模式,基于含预置三维裂隙的类岩石试件开展了长期水力耦合三轴蠕变试验和常规三轴压缩试验,对比分析了三维裂隙亚临界扩展演化特征和岩体蠕变变形特征;通过引入水压和边界效应提出了裂隙岩石蠕变理论模型,基于裂隙的亚临界扩展和相互作用效应,建立了水力耦合岩石蠕变速率模型,结合试验结果分析了裂隙相互作用参数,揭示了岩石的蠕变机理和水压的影响机制,阐明了水力耦合下裂隙扩展和相互作用随时间的变化特征及其对岩石变形的影响机理。（4）地下工程围岩包含大量节理、裂隙,在地下水和地应力的长期作用下,扩展贯通和相互作用模式更为复杂,裂隙岩体也呈现更明显的渐进性损伤和破裂特征,严重威胁工程围岩长期性能。为此,研究了裂隙岩体断裂损伤特性、渗流耦合特性及蠕变特性,提出了断裂—渗流—蠕变耦合理论计算模型;采用计算机语言将理论模型程序化,开发了相应的断裂损伤模块、渗流耦合模块和时间效应模块子程序,并嵌入扩展有限元分析模型;采用上述理论模型和计算方法,对长期处于地下水和地应力耦合作用下典型隧道工程围岩长期性能进行了预测,并评估了围岩承载状态,阐明了隧道埋深、渗透水压及裂隙发育带分布等多因素的影响机制,研究成果可为地下工程围岩长期损伤演化状态评价提供一定的理论指导和科学依据。