随着地下工程向深部、大规模、复杂网络化方向发展，地下洞室群的整体稳定性评估成为岩土工程与地质工程领域的关键科学问题与技术挑战。我国科研团队在地下洞室群物理模拟实验方法与整体稳定性系数计算理论方面取得重要研究进展，为相关工程的安全设计与风险防控提供了新的科学依据与技术支撑。
在物理模拟实验方面，研究团队创新性地构建了能够精确模拟高地应力、复杂地质结构与施工时序的大型地质力学模型试验系统。该系统采用新型相似材料，实现了对岩体节理、断层等软弱结构面的高保真度模拟，并引入了先进的光纤传感、数字图像相关（DIC）与声发射（AE）实时监测技术，实现了洞室群开挖全过程中应力场、位移场与微破裂演化规律的三维、非接触、连续动态捕捉。实验成功再现了洞室群连锁失稳的渐进破坏过程，揭示了主洞室与交叉洞室、相邻洞室之间的时空扰动效应与协同变形机制，为理解洞室群系统的复杂力学行为提供了直观的物理图景。
在理论计算方法上，针对传统稳定性系数计算多针对单个洞室或剖面、难以全面反映洞室群系统整体稳定状态的局限，研究团队提出了一种基于系统可靠度理论与能量原理的“地下洞室群整体稳定性系数”新概念及计算方法。该方法将整个洞室群系统视为一个相互作用的整体，综合考虑了各个洞室自身的稳定性、洞室之间的相互影响（空间效应）、不同施工步序的时序效应以及地质不确定性。通过耦合物理模拟实验获取的破坏模式与演化数据，构建了能够反映系统整体失效路径的概率分析模型，最终量化给出一个表征整个洞室群系统安全储备的综合系数。该系数比传统的局部安全系数更具工程指导意义，尤其适用于评估大型地下洞室群在运营期的长期安全性及抗灾能力。
本项研究属于“自然科学研究和试验发展”活动范畴，其进展显著提升了我们对大型地下工程集群稳定性问题的认识深度与预测能力。所发展的“物理模拟-监测反演-理论建模”一体化研究方法，不仅为后续相关研究提供了范式，其成果也可直接应用于水电、交通、矿产及国防等领域重大地下工程的安全性评估与优化设计，具有重要的理论价值与广阔的工程应用前景。研究团队将进一步探索人工智能技术在实验数据挖掘与稳定性智能预警中的应用，推动该领域向更精准、更智能的方向发展。
