工程岩体由于被众多结构面切割而具有复杂的结构特性，结构面是岩体结构的重要组成元素，并且结构面的力学性质常常不及完整岩石，导致它成为岩体结构中的薄弱环节。因此结构面的空间分布及充填物质等特征参数在一定程度上决定了岩体的质量好坏，是岩体中工程地质问题的重要影响因素。　　 岩体在长期地质作用过程中，受到多期复杂构造应力的作用，使得结构面具有空间分布随机性、形态多样性、空间组合复杂性等特点。同时，岩体结构面深埋于岩体内部，目前的地质勘察手段只能采取到岩体天然或人工露头面上的有限结构面数据。而工程建设中的大规模开挖要求工程地质技术人员对岩体的结构应有较全面和准确的认识。如何利用有限的结构面样本数据，获得结构面在岩体内的发育分布规律，实现工程岩体内部结构的定量化理论研究并探索其在工程中的应用具有重要意义。　　 通过岩体露头面采集有效的样本数据，针对岩体结构面可能发育于不同时期的构造作用下且结构面发育常常以优势产状的形式出现这一特点。首先对结构面样本数据根据优势产状进行分组，找出岩体中结构面的优势产状和各组结构面统计规律。本文采用极点等密度图发、模糊数学法和人工神经网络方法对结构面进行优势组划分，选择最为合理的划分结果作为后处理基础数据。对各组结构面几何特征数据进行数理统计分析找出其相关参数的统计规律，从而建立结构面的网络模型。由于结构面网络模拟以大量实测结构面的参数为基础，并符合样本的统计规律，因此，它可以实现由局部到整体、“由表及里”地描述岩体结构，弥补常规地质勘测方法的不足。　　 在复杂地质条件下进行长大隧洞、大跨度地下洞室的开挖，围岩的稳定性分析具有重要的意义。地下工程中，结构面的空间分布及力学性质对其围岩的工程地质条件有非常大的影响，研究地下工程岩体的工程地质问题，必须较全面掌握围岩中岩体结构面的空间分布规律及组合情况。大量工程实践表明，在硬质岩体中，围岩的变形和破坏主要由结构面相互切割形成各种形状的块体在开挖后产生各种运动而产生的。本文以西南某大型水电站引水洞为依托，采集结构面样本数据，根据其统计规律建立岩体结构面网络模型。通过结构面交线求解、交线节点求解、空间闭合回路搜索实现隧洞围岩的关键块体搜索。并依据经典块体理论计算块体稳定性，结合块体临空面面积、块体定点至临空面距离及块体体积等参数评价围岩稳定性。本文主要包括以下几个方面的内容：　　 1.岩体结构面分组的原理与方法　　 合理的结构面分组能够保证后续工作获得每组结构面的统计特征参数，从而建立合理的概率模型，保证结构面网络模拟的合理性。结构面的发育具有随机性，结构面的优势划分应存在相对最优结果。本文在前人研究的基础上采用模糊数学和人工神经网络方法对结构面样本进行模糊聚类分组。　　 2.岩体结构模型的可视化及相关参数计算　　 结合实际工作需要，本文基于vc++开发平台和openGL图像库函数编写了相关计算程序，实现任意空间边界、近似曲面边界及平面区域内结构面迹线图的显示，工程技术人员可以定性了解隧道、洞室的边墙、底面及顶面等岩体内部的结构面发育情况。　　 3.隧洞围岩块体搜索及围岩稳定性评价　　 隧洞在开挖后形成临空面，临空面上的岩石块体可能失稳。本文以岩体结构网络模型为基础，求解结构面交线及结构面与开挖面的交线，引入基于简单有向图的回路搜索方法，并对其进行适当改进应用于三维空间中结构面交线所形成的封闭回路的搜索。在回路及空间块体有向性的基础上，分别实现隧洞开挖后边墙、洞顶三维空间结构面切割块体的搜索工作，根据经典块体理论的计算方法对围岩块体的稳定性进行判断。计算各块体的顶点到开挖面的距离、块体临空面面积及块体的体积的大小及其分布关系，用于评价隧洞开挖后围岩稳定情况，并为支护措施提供建议。