我国目前正处在社会经济大发展的重要时期,国民经济结构中基础设施建设一直占有举足轻重的地位。隧道和地下工程应用十分广泛,在工程建设的众多技术领域中隧道和地下工程技术十分突出。本文以洞周岩体及初喷支护为研究对象,提出了对于随机节理岩体开挖后以临空面为出露面的有限块体的面积判断法,将二维随机节理网络引入到地下工程的离散元计算模型,在不同节理分布下,初步研究了岩体洞室初喷接触面强度和初喷厚度对洞周岩体加固效果和作用机理。具体来说,主要完成以下工作:(1)介绍了目前我国隧道建设的现状以及目前地下工程稳定性的研究方法与现状。(2)阐述了岩体中节理的几何特征和力学特性以及岩体中随机节理裂隙网络的生成原理。(3)提出了基于随机节理网络的节理岩体开挖后,以临空面为出露面的凸多面体形状的有限块体的面积判断法。对节理切割而成的凸多面体,运用其截面积随其高度增加而减小的性质,比较容易的判断块体是否为有限块体。(4)建立简单节理条件下的地下洞室计算模型,初步研究初喷接触面的粘聚力、摩擦角和抗拉强度以及初喷自身强度与厚度对围岩的支护效果影响。初喷接触面粘聚力和摩擦角强度一定时候,初喷破坏区随初喷厚度的增加而减少;接触面强度变化时,初喷存在一临界厚度;初喷破坏区主要集中在节理与洞周的相交处。(5)将二维随机节理网络运用于岩体地下洞室的离散元计算模型。建立以某公路隧道为背景的单组层状节理岩体、多组层状节理岩体和随机节理岩体的地下洞室的离散元计算模型,研究初喷接触面强度对初喷加固洞周岩体的作用效果和机理。初喷接触面强度影响初喷支护效果,初喷厚度一定时,初喷接触面强增加,隧道越易稳定;隧道破坏区主要集中在松动块体的节理与洞周的相交处;实际工程需加强该区域的支护,同时通过洞周去污,改善初喷骨料等方法来增强初喷与围岩的接触,提高隧道的安全储备。