中文摘要：

岩爆是一种在高地应力环境下隧道和地下工程修建过程中的重要地质灾害，通常导致施工人员伤亡、毁坏施工设备，岩爆问题已成为地下工程修筑过程中亟待解决的关键技术问题之一。本项目研究了典型岩爆区的应力场特征，隧洞开挖后拱肩及墙趾处的应力集中程度最大；总结了现场岩爆发育特征和规律，在掌子面开挖后5～45小时期间、距掌子面6～16m的范围内岩爆最为活跃；强烈岩爆延续时间较长，在同一地点可发生多次重复性岩爆；岩爆破坏方式以片/层状剥落、鼓折溃屈、穹状/楔状爆裂为主。基于浅表生改造理论、卸荷变形破裂理论、动力学理论、微观结构分析、岩爆物理模拟等多种途径和方法的集成研究，并结合现场岩爆特征，揭示了岩爆的力学机制，建立了新的岩爆力学机制模型和6种地质力学模式，分别为张裂-剥落、张裂-倾倒、张裂-滑移、张剪-爆裂、弯曲-鼓折和穹状剪切-爆裂；将岩爆机制模式与岩爆烈度相联系，提出了一种新的岩爆烈度综合分级体系。这些力学机制模式和分级体系为岩爆及其烈度判识和岩爆防治提供了的重要的科学依据。