目前,深埋岩溶隧道的设计与施工是一个困扰国内外专家的世界性难题。深埋岩溶隧道的设计及爆破开挖过程中需要考虑突水突泥的风险,尤其在爆破开挖过程中,爆破开挖导致了围岩发生损伤,岩石损伤增加了岩溶隧道的突水突泥的风险。论文围绕北天山深埋岩溶隧道爆破开挖时围岩渗流-应力-损伤耦合这一研究主题,综合采用理论分析、现场试验和数值分析等技术手段,揭示了深埋岩溶隧道爆破开挖时围岩有效应力的传播规律及围岩损伤机理,研究了在不同地应力、不同溶洞水压力、不同溶洞空间位置及尺寸条件下围岩渗流场的变化规律,并针对隧道涌水量传统计算方法进行了修正,提出了渗流场变化情况下隧道涌水量计算的新方法。主要完成了以下几个方面的工作:(1)从工程案例分析入手研究深部岩溶形成的水文地质条件、岩溶空间发育特点,研究隧道与溶洞间围岩的结构裂隙分布及岩溶水动力剖面中隧道的埋深位置对隧道岩溶涌水在空间上分布的影响。通过地表岩溶调査等手段对新疆北天山区域岩溶的发育特征进行了研究,分析了新疆北天山岩溶的发育情况及特征,并对其突水的地质因素进行了分析。(2)基于岩体弹塑性损伤本构模型,分析了深埋岩溶隧道在动静组合作用下(爆破荷载、地应力共同作用下)含水裂隙岩体损伤变量求解方法,引入描述岩体损伤时渗透系数演化方程,建立了岩体在动静组合共同作用下(爆破荷载、地应力共同作用下)渗流-应力-损伤耦合模型,通过对有限元软件进行二次开发,将耦合模型嵌入到COMSOL Multiphysics软件中实现了数值仿真计算。利用该模型对精伊霍铁路隧道在DK110+500段的开挖过程进行数值模拟并与现场实测数据对比,验证了所建立的耦合模型在模拟岩体动静组合作用下渗流-应力-损伤耦合作用的可行性。(3)运用数值模拟手段对不同地应力、不同溶洞水压力、不同溶洞空间位置及尺寸条件下深埋岩溶隧道爆破开挖时围岩中的有效应力变化规律及损伤范围进行分析,研究了在溶洞内高水压的条件下岩石损伤对渗流场影响的耦合作用。在不同因素影响下,渗流场变化的表现形式是改变了围岩中的孔隙水压力,进而改变了围岩中有效应力的传播规律及围岩的损伤范围。(4)基于损伤围岩渗流场的变化规律及隧道涌水量计算方法,对传统的涌水量预测计算方法进行修正。通过研究不同地应力、不同溶洞水压力、不同溶洞空间位置及尺寸条件下围岩的渗透系数变化规律,建立围岩渗透系数变化条件下隧道中的涌水量的计算模型。将数值模型与现场原位试验进行了对比验证,并获得了地应力、溶洞水压力、溶洞空间位置及尺寸对隧道涌水量的影响规律。