高放废物地质处置场址的岩体结构面发育特征的系统研究尤为重要。采用人工现场接触测量、近景摄影测量、GPS-RTK技术等多种调查方法,获取了甘肃北山高放废物处置预选场址大量结构面信息。在此背景下,主要做了以下几方面工作与研究：(1)以甘肃北山芨芨槽块段测区野外调查数据,研究开发了岩体结构面几何特征参数获取的数字化方法。这一方法的应用基础为迹线三维模型,此模型实现了结构面信息的可视化。同时,编程实现了结构面迹长、产状、结构面间距及面密度参数的自动化计算。该方法提高了野外测量数据的统计效率,解决了野外测量中结构面间距及面密度数据难以大量获取的问题,并可广泛用于GPS-RTK、摄影测量、三维激光扫描等技术获取岩体结构面信息的后处理。(2)完成了研究区结构面迹长、间距及面密度参数的统计分析与研究。将数字化方法应用于芨芨槽块段测区,其岩体几何特征参数的统计结果显示：迹长服从对数正态分布；结构面间距及面密度均服从双参数负指数分布。同时,对面密度的估算方法进行了系统研究,利用实测数据验证了Mauldon估算方法的准确性并发现应用圆形或矩形测窗对最终估值影响很小。此外,基于数字化面密度统计方法并结合现场调查,研究并确定了芨芨槽场区断层、十月井断裂带对结构面密度的影响范围。(3)建立了研究区岩体结构面三维网络模型,并以差分进化算法对圆盘直径参数进行优化。通过数字测窗离散化模拟空间,以单个测窗面密度确定对应模拟空间的体密度来建立初始模型,其结构面圆盘圆心整体上呈非均匀分布。此后,借助差分进化算法以实测迹长参数为基准编程实现了圆盘直径参数的优化,优化效果显著。(4)基于优化三维网络模型进行了巷道开挖的块体识别研究。参考基于拓扑原理的块体搜索方法,通过简化封闭回路及封闭块体的搜索,编程实现了巷道面有限块体的识别。同时,对块体的几何形态、体积进行了统计分析,研究了组成块体的结构面产状分布情况,并据此判断主导块体形成的结构面分组。研究结果可为该区域巷道支护工程提供参考。