本文通过对当前国内外围岩分级、地质体三维可视化及隧道施工管理系统的研究与总结的基础上,重点研究并完成了以下内容：(1)研究并搭建了隧道施工过程中包括传感器、人工监测及地质超前等信息的多元信息的采集系统,将所搭建的系统应用到抚松隧道工程实际中,对采集到的多元信息进行了综合分析。另一方面,将差异进化(DE)算法分别于BP神经网络算法及有限元法(FEM)相结合,实现了DE-ANN算法及DE-FEM反演程序。运用其中的DE-ANN算法对采集的传感器信息进行了时间序列预测,用其中的DE-FEM反演程序对抚松隧道大量断面进行了力学参数反演工作。(2)在分析隧道施工期围岩动态分级的必要性且对现有的围岩分级方法探讨的基础上,对隧道施工期围岩分级进行了研究。包括围岩分级所选取的分级指标、所采用的智能算法等。提出了考虑地质超前预报的基于DE-ANN算法的围岩分级方法,并结合VTK可视化实现了隧道施工过程三维可视化围岩分类技术。(3)综合考虑现有的三维地质体可视化技术、隧道施工管理系统及实际工程需求的基础上,按照软件工程的方法,用C#语言在.NET可视化环境下,开发了“隧道施工过程多元信息可视化分析系统”,该系统可以快速的创建需要的模型,并且具有工程中所需的数据管理、围岩分级、参数反分析、有限元计算等常用功能。最后将该系统应用到大连地铁及抚松隧道实际工程中,结果表明：该系统具有高效地信息管理,及时、准确地分析预报隧道结构稳定状况的功能,为指导施工,确保工程安全和进度提供了有力的工具。