地下围岩由岩石单元体和结构面网络组成，并受地质构造、地下水和温度等赋存环境的影响，另外地下围岩还受工程、社会经济、材料科学发展和施工过程控制等因素影响，对地下围岩的认识还没有达到工程需要的水平。针对地下厂房围岩稳定的研究现状和研究中存在的不足，本文在以下方面做了较深入的研究： 从岩石质量、结构面特征、地下水、地应力、工程特征和施工入手，构建了包含6个一级、15个二级评判因素的地下厂房围岩稳定评价指标体系，并基于地下厂房围岩稳定评价指标体系建立了围岩稳定的多级模糊评判模型，对围岩稳定作多级模糊变换进行综合评价。 按照地下厂房围岩稳定评价指标体系和灰色关联度，建立了地下围岩稳定灰色关联分析模型和灰色关联优化模型。其中灰色关联分析模型从灰色关联度入手，得出样本的不同分级指标对级别的灰色关联度；而灰色关联优化模型则从多维空间概念出发，将样本与各级别间的距离平方和最小扩展为广义加权距离最小，通过求条件极值寻求最小的广义加权距离，找出样本与各级别间的最大灰关联度。 根据岩石工程系统RES理论推导了三层BP网络下的RES相互作用矩阵，定义了整体相对作用强度GRSE和相对作用强度RSE，并提出了一种确定复杂系统影响因素的权重和敏感度的方法，最后将三层BP网络下的RES理论应用到围岩破坏模式识别和岩体工程分级中，得出影响围岩破坏模式和岩体工程分级的主要因素以及各影响因素的权重和敏感度。 利用支持向量机基本原理，建立了统一的支持向量机模型，并基于目前普遍采用的岩爆理论体系建立了基于支持向量机的岩爆识别模型，将支持向量机模型和典型的岩爆经验判别准则有机结合，并通过交叉验证法选择模型参数，解决了经验判别准则的参数组合不确定问题。 利用分形几何的自相似和自反演，采用网格覆盖技术获得了地下厂房开挖损伤区分布的分形容量维数，并建立了开挖级数与损伤区分形相似维数的关系曲线，按照突变理论进行了地下厂房开挖的稳定分析。最后以西南一大型水电站地下洞室群为工程依托，分别采用模糊评判模型、灰色关联优化模型和基于BP网络下的RES模型对地下厂房围岩质量进行了总体评价，在此基础上又分别采用RES理论和SVM模型对地下厂房开挖过程中可能发生的破坏模式进行了识别，提出了相应的施工方法和支护措施，并通过数值计算模拟了地下厂房开挖过程中应力一应变的分布发展特点、可能损伤区的形状和面积以及围岩稳定的分形关联维数，从而全方位、综合集成地分析了该地下洞室群的稳定问题，这为地下厂房围岩稳定的分析提供了一条新思路、新方法。