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隧道围岩稳定性分析是隧道开挖过程中亟待解决的一个至关重要的问题。它不仅是一个复杂的非确定性问题,而且分析过程中存在大量的随机性、模糊性和未确知性信息,具有突变性,传统应用于隧道围岩稳定性机理研究的确定性分析方法难以反映上述特点。突变理论是研究连续的变化而产生突变的现象和规律的,因此,有必要开展基于突变理论的隧道围岩稳定性机理研究,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文首先在现有突变理论的应用和研究的基础上,简要介绍了突变理论。对突变理论的理论思想和研究内容进行了具体研究和详细介绍,主要是从突变理论的具体内容和应用方式、方法两个方面进行阐释和介绍;重点剖析了突变理论的基本原理,对该理论中重要的齐曼突变机构进行了图形分析,并对突变理论的7个基本突变形式进行比较后得出,采用尖点突变形式更为简便、合理。其次,基于突变理论建立的位移模突变判据、围岩屈服区面积突变判据和广义黏塑性剪应变突变判据以及能量突变判据和熵突变判据分别考虑了围岩失稳的不同判别指标,将所建立的指标应用于判定人山子隧道围岩系统稳定状态,也用于判定围岩局部稳定状态,便于及时了解和预测危险可能发生的位置,指导工程的设计施工。然后,通过探讨人山子隧道围岩体发生塌方失稳破坏的机理,建立了隧道发生塌方失稳的尖点突变模型,该模型可较好地解释隧道穿越软弱围岩时拱顶常发生大范围塌方的现象,具有较好的实用性。根据所建立的突变模型,从刚度比、水致弱化系数比、几何-力学参数等参数进行了人山子隧道围岩稳定性的突变分析,分析结果表明:水致弱化函数、几何参数、刚度比对软弱围岩体稳定性有很大的影响,分叉集上的点的是系统产生失稳的点,系统受外界环境和内部性质改变时,则系统将跨越分叉集,产生突变失稳。最后,通过隧道围岩稳定性的突变理论分析,从地下水防治、超前支护、控制爆破及监控量测方面提出了人山子隧道穿越软弱围岩体引起塌方的预防控制措施,对于隧道施工具有很好的指导意义。