近年来,随着我国地下空间开发利用的蓬勃发展,城市地铁隧道、公路铁路隧道、采矿工程隧道等项目日益增多。在这些项目建设的过程中,时常会出现因隧道开挖后围岩失稳而导致的塌方事故,因此如何对围岩进行稳定性评价、如何对围岩内部破坏形态的分布和发展规律进行直观地表达等问题具有重要的研究意义。本文在国家自然科学基金项目(No.51874112)“采动岩体破损力学行为演化与三维动态裂隙形态表征”资助下,基于Mohr-Coulomb准则推导出能对围岩稳定性进行定量评价的破坏接近度函数,并以FLAC3D与MATLAB软件为基础开发出针对岩石内部裂纹形态演化的三维重构功能,最后将以上两个成果在算例上进行展示。本文完成的主要研究成果和结论如下:(1)从岩石的破坏准则出发,推导出安全系数函数与破坏接近度函数两种评价围岩稳定性的公式,并通过数值模拟的比较分析,优选出破坏接近度函数。同时以破坏接近度参数FAI为标准,将围岩稳定性划分为四个分区,以定量地描述围岩的稳定性,为工程施工过程中确定开挖扰动区域与危险区域提供依据。(2)由于岩石的非均质性,而常规数值模拟中模型的力学参数大多为均质,为使数值模拟结果更加精确,以Weibull概率密度函数为基础,通过FISH语言编程对数值模型中各力学参数进行随机赋值,并通过对比分析表明采用该方法能较好地模拟岩石的非均质性。(3)通过FLAC3D及MATLAB等软件,实现对岩石内部裂纹损伤区三维形态演化规律的直观表现,并以单轴压缩数值模拟试验为算例,通过展示式样模型内部裂纹三维形态演化效果图并将其与典型的室内单轴压缩试验式样破坏形态进行对比,验证该方法的可行性(4)采用数值模拟手段再现隧道开挖过程中围岩的渐进破坏过程,并以破坏接近度函数为基础对围岩破坏区域进行三维重构,最后通过与现场实际破坏形态进行对比分析,验证以破坏接近度为基础对围岩进行稳定性评价的可行性与实用性。