随着我国隧道及地下工程的建设规模以及复杂程度不断增大,工程建设中可能遭遇的相关工程问题也逐渐增多。岩体作为工程中的重要载体,包含有从细观、宏观再到工程尺度等众多尺度不同的节理缺陷,具有强烈的非均匀性与尺寸效应,使得工程岩体在外界荷载作用下,其岩体的力学响应是不同层次上的力学行为相互耦合的结果,其力学性质也因此具有明显的多尺度特征与复杂性,给工程建设带来了诸多挑战。而对工程尺度岩体开展相对应的尺寸效应研究,并获取岩体的表征单元体则成为了多尺度工程岩体稳定性分析以及灾变机理研究的基础,为此,亟需提出一种可同时考虑工程岩体细观结构力学行为和宏观变形破坏特征的工程岩体多尺度分析方法,从而突破固有邻尺度计算分析方法的局限性。本文依托滨莱高速改扩建工程中的姚家峪隧道工程,对工程节理岩体尺寸效应以及表征单元体（REV）影响因素展开了系统的研究,最后利用所获取的节理岩体表征单元体,提出一种基于节理岩体表征单元体的多尺度计算方法并将其应用于依托工程中,具体研究成果与结论如下:（1）采用隧道三维激光扫描技术,结合现场高清数码摄像及人工测窗法,对隧道掌子面结构面信息进行采集与统计,得到了掌子面节理几何参数所对应的统计特征值,确定了结构面产状、结构面性质与大小、位置、密度等离散结构面网络模拟参数的分布概型和特征值,建立了能够反映隧道掌子面真实分布的三维离散结构面网络模型。（2）通过合成岩体技术,构建了反映结构面真实空间分布状态的多尺度合成岩体模型,并通过开展合成岩体单轴压缩模拟试验与不同围压条件下三轴压缩模拟实验,揭示了隧道围岩节理岩体的尺寸效应,获取了隧道掌子面围岩的单轴抗压强度、三轴抗压强度和弹性模量的表征单元体尺寸大小为6m ×6m×12m;节理岩体不同围压三轴压缩条件下,表征单元体的变化规律为:随着围压的增大,节理岩体力学参数REV尺寸具有减小的趋势。（3）开展了不同尺度合成岩体模型单轴压缩数值模拟试验,探究了节理迹长、间距、倾角等几何参数对节理岩体单轴抗压强度和弹性模量表征单元体尺寸的影响规律:在一定范围内,随着迹长的增大,单轴抗压强度REV尺寸越小,弹性模量REV尺寸呈现先减小后稳定的趋势;随着节理间距的增大,岩体单轴抗压强度与弹性模量REV尺寸也会随之增大;随着节理倾角的增大,岩体单轴抗压强度REV也就越小;弹性模量REV尺寸先减小后接近于稳定。（4）基于开源离散元程序YADE和开源有限元程序OOFEM,以岩体表征单元体为衔接,提出了一种基于岩体表征单元体的有限元-离散元耦合多尺度分析方法,提高了多尺度耦合计算方法的计算效率,通过开展岩石双轴压缩数值模拟对比试验,验证了多尺度耦合计算方法的可行性与准确性,并将该方法成功应用于滨莱高速姚家峪隧道工程,解决了隧道工程的工程尺度计算问题。