深埋硬岩隧道的主要特征是高地应力，当岩性和力学性质满足一定条件时，便会发生岩爆。岩爆是高地应力条件下硬岩地下工程施工过程中的地质灾害，其诱发机理非常复杂，给地下工程的设计和施工带来很大的困难。本文通过研究高地应力条件下岩爆的发生机理，提出岩爆判据，并通过数值仿真技术研究岩爆的的破坏形迹，为高地应力地下工程岩爆的防治提供参考。　　 结合依托工程嘎隆拉隧道，本文从岩爆的机理、裂纹的数值仿真技术等方面开展研究，取得的主要研究成果如下：　　 (1)依托ABAQUS平台，通过引入Heaviside跳跃函数修正常规有限元形函数，实现不连续位移场的描述；其次采用水平集函数，实时追踪裂纹位置，实现裂纹的动态模拟；并通过J积分理论，求解裂尖应力强度因子，从而确定裂纹扩展方向。二次开发实现了扩展有限元数值计算方法，模拟不连续位移。通过计算几个典型断裂力学算例，验证了程序的有效性和准确性。　　 (2)岩石断裂力学理论表明，小范围屈服条件下需要对裂纹长度和应力强度因子进行修正。本文通过UMAT二次开发，采用主应力空间的隐式积分算法，在ABAQUS中实现了霍克布朗准则，基于霍克布朗准则可以计算裂纹尖端塑性区，从而实现对裂纹长度和应力强度因子的修正。　　 (3)地下工程开挖中，围岩自由面附近原生裂纹的失稳扩展会引发岩爆。本文研究了自由面和应力状态对裂纹失稳扩展的影响：确定了裂纹失稳扩展的临界长度，在一定条件下，当裂纹长度大于临界长度时，便会发生失稳扩展；确定了裂纹失稳扩展的临界条件，当裂纹附近应力大于临界应力时，裂纹不会发生失稳扩展，也就不会发生岩爆。　　 (4)提出了高地应力地下工程岩爆数值仿真的思路：通过裂纹失稳扩展时的临界应力，对岩爆破坏形迹进行一级预测；在一级预测的岩爆破坏形迹范围内加入预设裂纹，进行岩爆破坏形迹的二级预测；采用扩展有限元模拟裂纹的动态演化迹线，得到岩爆的范围。　　 (5)根据嘎隆拉隧道岩石的卸载试验结果，拟合出不同应力状态下岩体的极限储存能，提出嘎隆拉隧道的岩爆判据。通过极限储存能分析，得出岩爆的大致区域；岩爆主要分布在隧道最大埋深标段附近，岩爆区域沿隧道纵深约10m，分布在顶板附近。通过扩展有限元数值仿真技术，得出最大埋深标段岩爆的破坏形迹：顶板中心部位岩爆崩裂块体厚度约11cm，长度约2.5m，顶板两侧部位崩裂块体厚度约为9.5cm，长度约2.2m，岩爆区域总面积约为0.693m2。根据计算结果，提出了嘎隆拉隧道施工过程中岩爆的防治方法。