节理、裂隙、断层等各类结构面的存在破坏了岩体的连续性，是导致岩体各向异性的主要原因，基于均质、连续、各向同性假设的传统计算方法已经难以满足复杂地质条件下的隧道支护设计和稳定分析，开展节理岩体各向异性特性研究对于提高隧道与地下工程支护设计水平具有重要理论意义和应用前景。 本项目采用理论分析、基于数值流形方法和离散元法的数值模拟以及现场监测相结合的研究方法，重点研究了层状节理岩体和含有两组斜交节理岩体的各向异性特征及强度预测方法、围岩抗力系数分布特征和影响因素、浅埋大跨隧洞松动破坏机制和松动区分布特征及松动压力计算方法等，取得的主要成果包括：1）层状结构岩体强度随节理倾角的变化曲线呈勺子型，节理附近应力集中和节理的剪切滑动破坏是导致岩体强度各向异性的主因；2）含有两组节理岩体的强度也具有显著的各向异性特征，两组节理之间的相互作用控制着岩体的破坏模式与强度；3）建立了根据节理间距、倾角、节理和岩石强度以及围压预测层状岩体三轴抗压强度的计算公式，该公式简单、实用、预测精度高，所有参数均有明确物理含义，且可通过常规室内试验获取；4）含有两组斜交节理岩体的围岩抗力系数分布曲线呈卵形，节理的倾角对隧道各个方向围岩抗力系数值影响明显，平行于节理方向的抗力系数明显大于其他方向。节理法向刚度、岩石的弹性模量、节理间距、两组节理间的夹角是影响抗力系数的主要因素；5）提出的围岩抗力系数预测公式可根据岩石的弹性模量、节理法向刚度、节理间距、节理间夹角计算隧洞各个方向上的围岩抗力系数值，合理反映节理分布状态对抗力系数的影响；6）基于节理岩体中地下洞室围岩松动区分布特征，以应力传递原理和极限分析上限法为基础，分别推导出节理岩体中浅埋地下洞室围岩松动压力计算的应力传递法计算公式和极限分析上限法理论计算公式，除了可考虑洞室尺寸、埋深以及岩体性质的影响外，还能考虑岩体中各类结构面产状、岩体完整程度以及上部软弱地层厚度等的影响，研究成果已用于大连地铁车站隧道的支护设计，取得了显著的经济和社会效益。 2100433B