由于锦屏二级水电站高地应力、大埋深的显著特点，引水隧洞大理岩围岩的强度和变形、岩石（体）的破裂特性、岩体的尺寸效应等都是值得深入研究的课题。大理岩岩石的强度和变形研究是认识和解决工程问题的基础。岩石（体）的破裂特性研究是将微观的破裂发展和宏观的力学响应将结合，从根本上说明岩石（体）在受力状况下的变化情况，是控制重大岩土工程灾害的基础。而岩体区别于岩石的显著特征是存在大量不规则的裂隙，裂隙的存在使得岩体表现出强烈非线性、非连续、破裂特性以及力学参数的尺寸效应。通过对大体积岩体的数值模拟研究岩体的破裂特性和尺寸效应，确定大理岩岩体的表征单元体，最终确定岩体的强度和变形参数。　　本文以锦屏二级水电站引水隧洞白山组和盐塘组大理岩为研究对象，通过室内试验、理论分析、数值仿真相结合的研究手段，基于大理岩的室内单轴压缩试验、三轴压缩试验试验，运用离散元方法开展完整大理岩的力学特性研究、单条裂隙的参数分析研究、含有单条、双条裂隙的岩石模型的破裂过程研究，大理岩岩体的尺寸效应研究，为锦屏二级水电站的岩体力学参数确定和岩爆预防解决关键问题。通过本文研究主要获得以下几方面结论：　　（1）白山组大理岩单轴压缩试验中脆性特征明显，而三轴压缩试验中岩石破坏脆-延-塑性转换明显。运用fish语言编写颗粒胶结模型模拟白山组大理岩，模型试验中单轴压缩试验拟合较好，三轴压缩试验中峰值强度与实验室试验相近，但是拟合的Hoek-Brown的峰值强度包线的mi值小于实验室试验，通过引用簇单元CPM来进一步优化模型。模型优化之后，低围压下模型的破坏模式仍是脆性破坏，高围压下模型的破坏模式由脆性向延-塑性破坏特征转换。　　（2）盐塘组大理岩单轴压缩试验中脆性特征明显，而三轴压缩试验中岩石破坏脆-延-塑性转换明显，盐塘组大理岩的强度整体上低于白山组。运用fish语言编写颗粒胶结模型模拟盐塘组大理岩，拟合效果较好。通过岩石模型微裂纹的数量变化来定义岩石损伤进而确定岩石的起裂强度和损伤强度，单轴、三轴压缩试验获得的特征应力值与围压呈明显的线性关系，特征应力曲线的拟合函数相近。　　（3）运用fish语言编写光滑节理模型，设置含有单条裂隙的大理岩岩样。光滑节理性质力学参数中除了膨胀角，其它参数对岩样的力学特性影响明显。膨胀角的设置改变了裂隙面上的法向力和力链图的影响区域，但是对岩样的力学特性几乎没有影响。几何参数裂隙倾向的改变对宏观力学特性影响较小，其它参数影响明显。三轴压缩试验中岩样峰值强度随围压的增大而增大，岩样破坏时微裂纹沿着裂隙面发育，围压越大微裂纹的数量越多。　　（4）分析含有单条裂隙的模型的破裂规律，倾角0°、90°的模型，裂纹发育分散，模型破坏呈X形破坏或穿切倾斜破坏；其它倾角的模型破坏大多沿裂隙面。裂隙长度有一个临界长度介于30mm与40mm之间，小于临界长度时模型的裂纹发育接近完整岩石，大于临界长度时模型的裂纹发育接近滑移破坏。含有两条预制裂隙的模型，共面裂隙之间存在的相互作用较强，微裂纹会在岩桥附近发育并连通两条裂隙，而阶梯状裂隙之间的相互作用较弱。　　（5）通过对不同尺寸的离散裂隙网络DFN的裂隙数量、裂隙强度P30、P32，P33的统计分析，得出表征单元体为8m×16m×8m。通过对不同尺寸的DFN的裂隙散点分布、主成分分析以及裂隙的产状（倾角和倾角）分析，确定表征单元体为10m×20m×10m。最终确定基于裂隙几何分布特性的表征单元体为10m×20m×10m。　　（6）建立1m×2m×1m的综合岩体模型SRM进行单轴压缩试验，裂隙的存在降低了岩体的宏观力学参数、改变了岩体的微观裂纹发育特征。建立不同尺寸的SRM并进行单轴压缩试验分析，岩体的弹性模量、峰值强度呈降低趋势，应力应变曲线从脆性破坏逐渐转换到塑性破裂；岩体的微观裂纹越来越分散说明模型的各项异性降低而趋于连续体。最终确定基于岩体力学特性的表征单元体为16m×32m×16m。