近年来，中国能源需求急剧增加，作为清洁能源的水电能源，越来越成为中国大力发展的主力能源，大力开发水电资源既是减少温室气体排放应对气候变暖的有效举措，又是中国经济和社会可持续发展的必然选择。无论是水能资源理论的储量还是可开发的水力发电设备的容量，中国都是世界第一。但中国水电资源总量的3/4集中在西部地区，西部地区活动断裂发育，地质环境复杂，加之高山深谷的地形地貌，使得大多数工程项目处于大埋深高地应力条件下，因此在大型洞室施工开挖过程中，地下洞室常常会出现劈裂破坏现象，尤其是在洞室高边墙部位出现有大量平行的劈裂裂缝，这极大地影响了地下洞室稳定性，给地下工程施工与运行安全进行带来了严重的危害，如何有效防范和控制高边墙洞室的劈裂破坏已成为一个亟待解决的重要科技问题。为此，本文采用模型试验、理论分析、数值模拟相结合的综合方法，依托瀑布沟水电站地下厂房高边墙洞室工程，深入研究了高边墙洞室劈裂破坏的支护锚固机理，为高边墙洞室劈裂破坏控制提供了重要理论依据。本文主要研究成果如下:(1)根据模型试验相似理论，研制了高边墙洞室围岩相似材料、锚固注浆相似材料以及锚杆、锚索相似材料。
　　(2)通过施工开挖与支护真三维地质力学模型试验，全景再现和真实模拟高边墙洞室施工开挖卸荷产生的围岩劈裂破坏现象，获得围岩位移、应力和锚杆（索）支护内力的变化规律，揭示了针对高边墙洞室劈裂破坏的岩锚支护作用效应。
　　(3)利用复合材料力学理论，将锚杆（索）视为增强纤维，岩体视为基体，建立了针对劈裂破坏岩体的加锚横观各向同性模型，推导了加锚横观各向同性体等效弹性参数的计算方法。
　　(4)对瀑布沟水电站地下主厂房施工开挖与支护过程进行了数值模拟，获得了围岩位移和应力的变化规律，通过与模型试验的对比验证了本文建立的加锚横观各向同性模型的可靠性。
　　(5)通过多工况数值模拟模拟，获得了保证高边墙洞室围岩稳定的最优加锚率取值范围，为工程优化支护设计提供了科学依据。