岩体中存在节理、裂隙等,使得岩体成为不完整连续体。在岩体内部纵横交错的结构面、软弱夹层为地下工程建设带来了非常大的难题。要想准确评价深部巷道围岩稳定性,对岩体力学行为研究是不可或缺的一步。在岩土计算力学方面,离散单元法能够更真实地表征存在节理的岩体的几何特点,能够针对非线性变形和破坏都集中在节理面上的岩体破坏问题得到符合实际的数值模拟结果,因此离散单元法在解决边坡、危岩以及巷道稳定等岩石力学问题中得到了广泛的应用。本文结合某高放废物地质处置地下实验室工程为背景,根据室内岩石力学试验,结合已有的理论分类方法建立用于评价岩体质量的体系,获取用于实际工程计算的岩体参数,通过块体离散元法对巷道围岩稳定性做进一步的研究。本文所作的研究工作和成果如下:(1)通过不同围压下的常规岩石三轴试验,获取完整岩石的物理力学参数,得到岩体在不同围压作用下的力学特性。依据前人提出的RMR、GSI等岩体分类方法建立用于评价工程岩体质量的体系,折减得到符合实际岩体的力学参数。(2)选用不同强度准则可能会对计算得到的岩体变形、破坏等结果产生影响,本文选择工程中常用的Mohr-Coulomb和Hoek-Brown强度准则进行比较,模拟不同强度试样在不同围压下的压缩试验,分析试样采用两种强度准则时的应力-应变曲线,辨别Mohr-Coulomb和Hoek-Brown强度准则在描述岩体力学行为的差异,选择出适用于模型计算的强度准则。(3)建立单结构面单巷道模型,分析了结构面3种走向、3种倾角情况下的巷道周围岩体的变形和应力场分布。由计算结果可以发现,当结构面贯穿巷道中心时拱顶和拱底的位移量最大;若结构面偏向巷道一侧时,则最大位移方向则向该结构面法向偏移。结构面与巷道如果为斜交状态时,则结构面两侧巷道之间出现错动,相交位置出现明显的应力集中。(4)为研究巷道之间的相互影响,本文分别建立了相互平行、相交45o和垂直等三种双巷道模型。平行巷道模型中,随着巷道之间间距缩短,巷道顶部的位移场受到相邻巷道的影响,向两巷道之间偏移,形成一个“桃形”位移场。当两巷道相交时,在交叉部位出现了明显的变形和应力集中区,尤其在45o交叉模型中,巷道相夹的岩体应力集中十分显著。(5)高放废物地质处置地下实验室时由多种尺寸的巷道交叉组成的洞室群。本文依据简易巷道模型得到的结论,研究深部洞室群开挖对整体结构稳定性的影响;并且分析了不同岩体质量时,洞室群周围岩体塑性区的扩展情况,为不同地质环境下的地下工程建设提供参考依据。综上,本文通过岩石力学试验、岩体质量评价体系得到可以用于岩体力学计算的参数,对比了两种强度准则在块体离散单元法应用中的差异。并建立单节理单巷道、双巷道以及洞室群模型,分析了结构面产状、巷道开挖以及岩体质量对深部巷道周边岩体的位移场和应力场的影响,以期为相关工程的安全建设提供可靠的建议。