为了获得层状节理岩体中深埋隧洞围岩应力场的解析解,利用基于fmincon优化函数的障碍函数法求解隧洞边界向复平面内单位圆的映射函数,并根据地下工程可靠度理论建立映射收敛的结构失效准则。基于解析解的计算结果分析了直墙三心拱巷道的几何参数的变化对围岩应力引起的形状效应与尺寸效应。将节理近似为隧道周边的裂纹,分析了隧洞周边节理面稳定性的影响因素,研究了应力强度因子由于裂纹倾角和位置变化的各向异性规律,揭示了隧洞极角、裂纹的优势扩展结构面倾角和起裂角三者之间的关系。主要研究工作如下:（1）运用基于fmincon优化函数的障碍函数算法隧道边界向复平面内单位圆的映射函数时,取采样点个数m=18,Cκ个数n=6即可实现巷道边界外域向单位圆外域的共形映射,优于传统算法。以结构失效准则为映射函数的收敛条件,映射精度δ3 ≥ 31.74%时收敛。（2）以直墙三心拱巷道为例,分析了隧洞几何参数与围岩应力的关系。研究结果表明:矢跨比较小的巷道在圆弧区域应力集中系数增长速率较大;宽高比接近于1的巷道圆弧区域的应力集中系数极大值较接近于拱肩处,最大值较接近于墙脚处,且最大值较小,反之,宽高比远离1的巷道圆弧区域的应力集中系数极大值较远离于拱肩处,最大值较远离于墙脚处,且最大值较大,当宽高比等于1时,应力集中系数最大值出现在墙脚处,大小与拱肩处近似相等。（3）以贵州省普定县向荣矿业有限公司芦茅林铅锌矿为工程背景,调查了主运输巷道围岩的结构面产状,在映射函数的基础上,分析巷道周边节理岩体的性质、节理面的应力状态以及节理岩体中隧洞的尺寸与形状对节理面稳定性的影响。（4）根据隧洞围岩节理面稳定性判别的复变函数形式,研究了巷道周边不同倾角的节理裂纹尖端应力强度因子的规律,结果表明:围压条件下隧洞周边裂纹尖端的力学行为主要受Ⅱ型应力强度因子KⅡ控制,KⅡ值随裂纹倾角和位置的变化呈各向异性。（5）结合裂隙岩体的片帮机制,考虑次生裂纹与巷道开挖卸荷面的关系,研究巷道极角、裂纹的优势扩展结构面倾角和起裂角三者的关系,并采用有限元软件ABAQUS对理论分析结果进行验证,研究结果表明:隧洞边不同部位的裂纹尖端对应不同的优势扩展结构面倾角β0。当裂纹倾角β=β0时,次生裂纹沿起裂角θ0的方向失稳扩展且与隧洞开挖卸荷面平行。