由于工程建设的需要,近年来我国西南地区兴建大量的大型复杂地下洞室。这些地下洞室大都处于高地应力、复杂的地质环境中,同时还伴随着各种软弱结构面(裂隙、节理、断层)。洞室在开挖过程中产生的卸荷破坏以及软弱结构面活化,严重影响洞室的稳定性,威胁施工人员和设备的安全。因此,急需对地下洞室围岩变形破坏机制展开研究。双江口水电站地下厂房处于埋深大的高地应力区域,在开挖过程中,围岩出现开裂、片帮、掉块、岩爆等多种变形破坏,严重影响了施工开挖进度,因此,开展其变形破坏特征及机理研究,评价施工期围岩稳定性,具有重要意义。本文通过分析双江口水电站地下厂房围岩的破环现象和特征,结合围岩松动圈、多点位移计监测结果建立围岩的表观破坏与围岩损伤之间的联系。现场取样进行围岩初始损伤分析,并进行静动态力学性能研究;利用CT扫描技术分析动态加载后岩石内部裂纹的萌生和扩展规律,最后结合现场勘探及室内试验结果,建立考虑结构面的双江口地下硐室离散元数值模型,分析结构面对于现场围岩变形破坏的影响机制,并评价围岩稳定性。主要研究内容如下:(1)结合双江口水电站地下洞室的地质特性、地质构造及其围岩力学性质对第一层中导洞开挖过程中主厂房和主变室围岩典型破坏进行归纳总结。(2)根据声波法测试以及多点位移计测量结果对围岩内部破坏及表观破坏进行分析,发现整体上,主变室表观变形大于主厂房,对应松弛圈深度大于主厂房,说明围岩变形与损伤密切相关。(3)选取主变室与主厂房围岩进行初始损伤分析,并研究其室内静动态力学性质。通过对动态测试后的样品进行CT扫描,研究主厂房和主变室岩石在动态荷载下裂纹的萌生和扩展情况。从微观上研究岩石变形破坏机制,得出岩样的裂纹从萌生到扩展基本呈现V字型-Y字型-X字型的变化。(4)结合现场监测数据、室内试验测试获得的岩石力学参数,建立离散元数值模型,重现中导洞围岩在开挖卸荷后应力状态和位移的变化规律,结果显示:中导洞开挖后应力的重分布是围岩变形破坏的诱发因素。(5)综合分析现场调研资料、现场监测、室内试验、施工情况及数值模拟计算结果,揭示围岩变形力学行为与结构面关系。研究结果表明:地下洞室开挖围岩变形破坏主要受结构面控制,裂隙数量与结构面面成正相关控制。结构面控制区域围岩位移以剪切位移为主,其他区域位移主要以卸荷回弹变形为主。