深部硬岩工程在金属矿山开采、交通隧道建设、水利水电地下厂房与引水隧洞建设、页岩油气和地热等能源开发、地下空间利用和地下物理实验室建设等领域数量越来越多，规模不断扩大，其安全建设已成为国家重大基础设施高质量发展的关键保障。深部硬岩工程多赋存于高地应力、强烈构造活动等极其复杂的工程地质环境，工程开挖诱发的硬岩深层破裂、大面积片帮、大变形、大体积塌方、岩爆等地质灾害频发，危害巨大。其破坏特征与浅部工程以围岩表层变形和结构破坏为主的特征明显不同，给岩石力学特性与灾变机理认知、安全性预测分析、岩石工程设计与灾害防控等的研究提出了巨大的挑战，亟需建立全新的理论和技术体系。

▲中国锦屏地下实验室二期“8‧23”极强岩爆现场

深部工程硬岩开挖过程中，真三向高应力变化改变了围岩基本力学特性，引起围岩内部破裂、结构变化和能量聚集释放，诱发不同类型和等级的深部工程硬岩灾害，传统的材料屈服和塑性变形的分析理论不足以充分描述该过程，以变形为主的围岩状态评价和控制方法已不适用。冯夏庭院士团队数十年如一日，紧紧抓住真三向高应力及其 TBM 或钻爆法开挖引起的应力路径变化诱发的硬岩力学性质、各向异性破裂/变形/能量演化与灾变规律这个关键，突出室内系列试验装置、现场原位监测系统到三维数值分析软件的自主开发，系统认知这些深部工程硬岩灾害孕育的全过程，提出针对性的主动控制原理，研发相应的监测预警和控制技术，形成了研究体系。

▲系列高压真三轴硬岩力学试验装置与测试技术

▲深部工程岩体破裂过程预测分析理论和软件

▲深部工程硬岩灾害孕育过程控制原理

本书介绍了深部工程硬岩力学基本体系，主要包括深部工程硬岩力学研究的思路和内容，深部工程地质特征和深部工程岩体三维应力场的主要特征及其开挖扰动效应，开挖引起深部工程硬岩破裂和岩体结构变化评价方法、深部硬岩脆延力学特性和4套真三轴试验装置与方法，高应力诱导的深部工程硬岩各向异性破坏力学模型与评价方法，深部工程岩体破裂过程数值分析方法，深部工程岩体力学参数三维智能反分析方法，深部工程岩体力学特性，深部工程硬岩破裂、片帮、大变形、大体积塌方与岩爆等主要破坏与致灾机理，以及深部工程岩体破坏与灾害控制原理等。该理论与技术体系成功应用于埋深2400m的锦屏地下实验室二期工程、埋深2080m 的深埋交通隧道、埋深1890m的水电站引水隧洞的岩爆监测预警与防控，高构造应力区的镍矿深部巷道大变形监测与防控及深切河谷地区修建的水电站地下厂房围岩破裂预测与控制。

本书的出版为深部工程安全建设提供了基础分析理论和设计指导原则，将对深部工程灾害防控技术研究产生积极的影响和重要的推动作用。本书可供水利水电工程、土木工程、交通工程、采矿工程、国防工程等领域从事高应力和深埋大型地下工程研究和设计的科研人员、工程技术人员和研究生参考。

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（本文编辑：王芳）

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