随着我国水利、高速铁路等快速发展,深长埋隧洞的修建越来越多。但由于埋深大,地应力高,在施工过程中出现岩爆等地质灾害越来越严重。本文以引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆问题作为研究对象,在以往岩爆相关研究的基础上,结合秦岭引水隧洞勘察资料、现场调研、现场岩爆统计资料、岩爆岩石微观试验、数值模拟,对秦岭引水隧洞岩爆发生机理进行研究。通过对秦岭引水隧洞岩爆现场记录统计分析,总结秦岭引水隧洞岩爆发生规律,并且对典型岩爆发生洞段岩爆岩石断口进行电镜扫描以及岩爆微观破坏机理分析。另外,通过离散元软件UDEC对不同埋深下岩爆现象进行模拟数值分析,研究不同埋深下岩爆破坏机理,从而得到秦岭引水隧洞岩爆发生机理。主要结论如下:(1)在现场调研和现场岩爆记录统计分析的基础上,通过分析岩爆在烈度等级、地层、岩性、围岩节理裂隙、地下水、洞轴线、隧洞横断面、地应力、埋深、以及空间的分布发育情况,得到秦岭引水隧洞已开挖段岩爆发生规律。(2)通过对秦岭引水隧洞典型岩爆发生洞段岩爆岩石断口进行电镜扫描以及微观形貌分析,可以得到,岩爆岩石断口花样为拉伸断口花样和剪切断口花样。(3)通过对岩爆岩石微观断裂分析,可知,秦岭引水隧洞岩爆岩石微观断裂机理为:拉伸断口,微观断裂方式为解理和沿晶断裂,剪切断口为沿晶面断裂、切晶断裂以及擦阶剪切错动断裂以及它们的复杂耦合断裂方式。(4)通过岩爆岩石微观力学机制分析,秦岭引水隧洞岩爆岩石的微观破坏机制主要为拉伸破坏、拉伸剪切并存破坏,局部剪切性破坏。并且不同烈度等级岩爆的微观机制不同。(5)根据断口微观形貌以及微观破坏力学机制,得到秦岭引水隧洞岩爆微观机制:在二次应力重新调整和分布作用下,隧洞围岩自身内部的各种微裂隙或微孔穴以及在拉应力或者剪应力作用下晶粒或者晶间发生微观断裂并进行扩展、交合、贯通,最终演变成宏观破裂及产生岩爆现象。(6)通过离散元UDEC软件对不同埋深段岩爆破坏过程进行数值模拟分析,通过位移、破碎岩块速度追踪、塑性破坏区分布、最大主应力分析以及节理破坏状态,得到不同埋深下岩爆发生机制。且随着埋深的增加,岩体内积累的能量越多,岩爆越频繁,二次应力分布和应力集中位置也不同,二次应力值随着埋深而增大。(7)根据秦岭引水隧洞微观机制分析以及UDEC数值模拟分析,岩爆发生过程是一个能量积累—裂纹形成—能量释放的过程,具体阶段为能量积聚—爆裂体的形成—破裂面贯通—形成岩爆现象—稳定这五个阶段。