目前重庆市地铁建设快速发展，形成大量开挖隧洞。隧洞的开挖是一个的复杂加卸荷过程，为了保证城市地铁隧洞施工、运营过程中人员与设备的安全，围岩开挖破坏问题引起较大关注。以重庆地铁为工程背景，讨论了岩质地铁围岩分级方法;对大理岩实施不同卸荷路径下的三轴试验，揭示开挖卸荷岩体的破坏机制;同时进行室内隧洞模型超载破坏和卸荷破坏相似试验，对比研究隧洞的破坏特征;利用颗粒流仿真从细观角度研究隧洞开挖卸荷特征，并提出围岩极限应变破坏判据，为工程围岩稳定分析提供依据，主要得到以下结论:　　(1)基于定性分级和定量分级的协调一致，考虑跨度对围岩稳定性的影响，依据岩体质量和工程跨度进行围岩分级的思想，提出适用于岩质地铁工程的围岩分级方法，给出区间隧洞与车站隧洞的亚级分级及其相应的BQ值。对重庆轨道的围岩分级进行调查分析，表明改进的分级标准提升了围岩级别，更适用于工程实际。　　(2)依据实际隧洞开挖卸荷工况设计不同应力路径的岩石加、卸荷破坏试验，得到岩石卸荷应力～应变规律和破坏特征，主要表现为:峰前卸围压岩样破坏时，ε1不变而εv快速增大。力控制模式下，峰后体应变增长快，临界破坏时应力垂直跌落，岩样破坏更为剧烈。卸围压使岩样由塑性向脆性转化，屈服变形段减小，岩样抗变形能力减弱，岩样的强度降低，破坏面的粗糙度增加。围压卸载速度越快，强度降低越明显，破坏越剧烈。卸荷对破坏的剧烈程度影响:加轴压、卸围压＞恒轴压、卸围压＞常规三轴。　　(3)模拟实际隧洞开挖卸荷工况，进行隧洞超载破坏和开挖卸荷破坏的相似试验，研究破坏破坏演化过程及破坏机理，主要表现为:隧洞模型超载试验时，直墙两侧围岩整体剥落，破坏面裂缝张开度较大，滑块内无明显的裂隙生成，剥落体完整性良好，而在有初始应力状态下开挖卸荷时，直墙两侧围岩向临空面挤压而溃曲，滑块内形成较多交错裂缝切割滑体，滑块的完整性较差，破坏发生相对剧烈。开挖卸荷模式下围岩向临空面的变形速度更快，且初始应力越大，破坏更加剧烈。　　(4)采用变量控制法，全面分析各平行黏结细观参数对宏观参数的影响，获取宏细观参数相互影响规律，建立宏细观参数的相关关系，主要表现为:平行黏结模量(E)c和颗粒模量(E)c是宏观弹性模量的主要控制因素，两者之间呈线性关系;泊松比则主要受颗粒刚度比kn/ks和平行黏结刚度比(k)n/(k)s的影响，两者之间呈对数关系。颗粒键的黏结强度决定了材料的强度，室内材料黏聚力c和抗拉强度σt主要受法向平行黏结强度σc、平行黏结强度比Kσ的影响，随σc线性增长，随Kσ对数减小;摩擦角φ主要受颗粒摩擦系数u影响，两者呈对数关系。破坏形式主要受控于(σ)c、Kσ、(k)n/(k)s。随(σ)c增大，岩样破坏形式由共轭破坏向剪切破坏发展;Kσ和(k)n/(k)s增大，岩样的拉破坏区减少，而压剪破坏区域增加;强度离散性越小，破坏面越明显。对多参数相互影响进行分析，建立宏细观参数之间的经验公式，获取了体现特定材料的细观参数。　　(5)采用颗粒流方法，通过FISH语言编程建立颗粒流隧洞模型，实现隧洞超载破坏和开挖卸荷破坏过程，得到围岩微观裂隙演化规律，细观应力特征，主要表现为:超载试验和卸荷试验均为直墙两侧向临空面挤进的剪切破坏，但开挖卸荷时围岩向临空面的变形较小，损伤深度却更大，破坏更具有隐蔽性。围岩力链分布来看，隧洞开挖前，围岩的力链均匀分布，隧洞开挖后，拱顶和拱底形成压力拱，墙脚和拱肩处应力集中而形成强力链，导致墙脚和拱肩损伤破坏，强力链向直墙深部移动，松动破坏区范围进一步增大。强力链是围岩裂隙扩展的主要动力。围岩细观应力变化来看，超载试验时，洞周围岩的径向应力和切向应力均随荷载的增加而增加，而开挖卸荷时，围岩应力不能简单描述为径向应力减小而切向应力增加:稳定区围岩的径向应力瞬间释放50％以上，而切向应力仅有小幅增加，而破坏区的围岩径向和切向应力均快速上升达到峰值应力而产生松动破坏，松动区应力快速下降。开挖卸荷初始围岩应力越大，附加扰动应力越大，围岩越容易破坏，破坏荷载越小，峰后应力下降速度更快，卸荷破坏更具突发性。细观声发射结果进一步验证了宏观破坏规律。　　(6)在隧洞围岩卸荷宏细观破坏过程研究的基础上，考虑了围岩强度的劣化、应力释放的影响，分析重庆地铁工程围岩的稳定性，提出围岩稳定分析的极限应变破坏判据，主要表现为:与弹塑性理论相比，颗粒流考虑围岩的强度劣化和松动，其塑性区的切向和径向应力小于弹塑性理论解，而弹性区的切向应力较大，塑性区范围较大。应力释放影响围岩稳定性，围岩应力释放率较小时，初衬强度充分发挥，围岩安全系数高;而应力释放较大时，初衬受力小，围岩安全系数降低。基于极限应变的概念，提出极限应变破坏判据，用于围岩稳定性分析，通过在混凝土试件、隧洞工程中的应用，求出的破坏面位置和形态、安全系数与试验结果一致，表明该判据用于围岩稳定分析是可靠性。