揭示不对称发育深部变形破裂成因机理。以锦屏Ⅰ级水电站、深溪沟水电站坝址区深部变形破裂为典型实例,采用现场调查、测试方法,揭示深部变形破裂一般特征及其不对称分布与河谷演化关系;以白鹤滩水电站坝址区深部变形破裂为例,采用现场调查、测试方法,揭示不对称发育深部变形破裂分布特征、破坏特征、变形模式、赋存应力环境演化过程与形成条件;根据深部变形破裂赋存地应力演化过程,开展室内循环三轴加载~卸载岩石力学试验,揭示深部变形破裂发育岩石(隐晶(含)杏仁玄武岩)变形特征、强度特征、能量存储~耗散~释放规律;采用统计损伤力学理论,基于三维Griffith强度准则建立适用于脆性岩石破坏的统计损伤本构模型,并二次开发应用于FLAC3D数值模拟,分析白鹤滩水电站坝址区历次河谷下切过程中应力场变化特征、塑性区分布规律及能量演化过程,揭示不对称发育深部变形破裂形成演化过程。在深部变形破裂基本特征与变形模式、循环三轴加载~卸载条件下玄武岩能量演化规律与统计损伤本构模型、不对称发育深部变形破裂形成条件及成因机理方面取得如下研究成果:(1)深部变形破裂可定义为:“发育于浅生改造带内部,呈带状、间隔式、局部发育的张性、张剪性空缝或松弛带,一般无充填,少数有锈染或夹泥。”(2)深部变形破裂多位于1/3~3/5h(h=坡高)、距坡表水平与垂直深度约为50~225m局部空间范围,发育深度不具有明显的随高程增加而增大趋势。(3)发育不对称深部变形破裂的河谷具有偏移~下切演化模式。深部变形破裂与河谷演化过程具有同步性,空间上多位于某次古河床谷底“高应力包”范围。这导致不对称发育深部变形破裂赋存地应力并非“单调”卸荷,而具有“循环”加载~卸载演化特征。(4)白鹤滩水电站坝址区深部变形破裂多继承原生构造节理改造而成,且多位于规模较大的缓倾角错动带上盘,根据破裂面结构、性状特征可将变形模式划分为继承性剪切型、新生性拉张型、错动扩张型。(5)循环三轴加载~卸载条件下,隐晶(含)杏仁玄武岩损伤程度较常规三轴压缩条件更为剧烈。总输入能U、可释放弹性应变能Ue随循环次数增加均呈幂指数增加,且表现为高围压耗散能Ud大于低围压;弹性模量随循环次数增加呈非线性降低,高围压条件下弹性模量劣化更为剧烈,普遍降幅约为20~30%,最大可达约40%;峰前循环加载~卸载对岩石损伤更为明显,循环过程中出现声发射能量较大事件的试样在峰值强度处能量释放明显小于其余试样。(6)采用统计损伤理论与三维Griffith强度准则建立适用于脆性岩石破坏的损伤本构模型。选择三维Griffith强度准则表示微元强度,可考虑中间主应力影响,不需要引入其他力学参数,符合微元破坏概率仅与应力~应变有关的假设。损伤本构模型与试验数据吻合性较好,可反映循环三轴加载~卸载条件下隐晶(含)杏仁玄武岩峰前~峰后变形过程。(7)不对称发育深部变形破裂岩体能量具有剧烈积累~释放的演化过程。能量积累来自于谷底“高应力包”;相对于无深部变形破裂岩体多次均匀、累积性缓慢释放,不对称发育深部变形破裂多表现为一次性剧烈释放,单次释放量是无深部变形破裂岩体的3~4倍。这种剧烈能量变化使坚硬的高储能岩石损伤程度更大,强度劣化程度更高,更易于破坏。(8)不对称发育深部变形破裂形成演化过程可划分为能量积累、能量释放与破裂面扩张3个阶段。坚硬的高储能岩体(大理岩、花岗岩、玄武岩、灰岩等)是深部变形破裂形成的岩性条件;广泛分布的结构面(断层、错动带、节理)是深部变形破裂形成的结构基础;西南地区异常的高地应力环境是深部变形破裂形成的力学背景;特殊的偏移~下切河谷演化模式导致的循环“加载~卸载”应力变化则是深部变形破裂不对称发育的“驱动力”。