修建于我国西部地区的大型水电工程多处于地质构造复杂、地震基本烈度高的高山峡谷地区，洞室群规模世界罕见，如遇强震，地下洞室群有发生严重破坏的可能，因此研究大型地下洞室群的地震响应机制及其动态稳定性具有重要的意义。本文在白鹤滩水电站地下厂房洞室群地质勘查、试验研究、工程设计资料的基础上，根据现有地形地质资料和地下厂房洞室群布置型式、洞室尺寸，建立了满足动力分析的数值模型，以有限元程序Phase2和有限差分程序FLAC3D为分析平台，采用弹塑性本构模型，开展了拟静力、动力时程地震响应分析，研究了白鹤滩水电站地下厂房洞室群围岩的变形特征、应力演化规律、塑性区发展趋势、地震波传播规律，揭示了大型地下洞室群地震响应机制，探讨了大型地下洞室群地震稳定性评价方法，评价了白鹤滩地下洞室群地震动态稳定性。本文主要研究工作与特点体现在以下几个方面：　　 (1)建立了白鹤滩地下洞室群区域地质概化模型；以白鹤滩水电站右岸的地应力实测资料为基础，对右岸地下厂房区域的地应力场分布规律进行线性拟合，推演了岩体初始地应力场；开展工程区地震危险性分析，合成符合工程场地特征的人工地震波并选取发震机制相近的实测地震波。　　 (2)对研究区的玄武岩岩样进行了室内不同加卸载速率的三轴循环加卸载试验和不同应变速率的动三轴试验，研究表明，地下厂房洞室群围岩的力学性质较好，有较高的静、动态破坏强度，且岩块动态强度高于静态强度，因而采用静态岩体力学参数代替动态岩体力学参数开展地震动力分析所得结果是偏安全的。　　 (3)白鹤滩水电站地下厂房洞室群拟静力法分析表明，在负X向加速度作用下，在输入加速度相同条件下，洞周围岩的变形值相对正X向输入时明显变大，且当输入的加速度大于3.0m/s2时，洞周局部围岩变形值急剧增加，三大洞室上下游边墙的相对变形亦明显增加。　　 (4)开展了层间错动带和地下洞室群对地震波传播规律的影响研究，研究表明：岩体响应加速度峰值随高程增加而增加；地震波在岩体传播过程中遇到洞室时，岩体响应加速度峰值有一定的降低，层间错动带对岩体响应加速度峰值亦有一定程度的降低；不同频段的地震波在岩体中的传播规律亦不相同，表现为地下洞室群区域岩体响应加速度峰值主要影响频段为1～3Hz，层间错动带对频段为2～4Hz的地震波加速度峰值有一定的增加，对频段为0～2Hz的地震波加速度峰值有一定的减小，对频段为4～5Hz的地震波加速度峰值无明显影响；洞室群及层间错动带对岩体的地震响应振动能量影响与对岩体响应加速度峰值的影响大致相同。　　 (5)洞室群洞围岩的响应加速度峰值随输入加速度峰值的增加而增加，层间错动带、支护措施及不同频谱地震波对围岩响应加速度峰值亦有不同影响；不同频谱地震波和不同输入加速度峰值所导致的洞室群围岩地震变形响应规律有所不同，地震最大瞬时变形在分米级，震后变形在厘米级；洞室群围岩瞬时应力场分布特征为在开挖应力场的基础上随地震动的波动而改变，最大主应力时程变化幅值约为0.7～2.7MPa，中间主应力变化幅值为0.1～0.9MPa，最小主应力基本无变化，洞室围岩震后的主应力量值相对于震前总体来说略有降低；地震过程中洞室群围岩塑性区以开挖所形成的塑性区为基础向岩体内延伸扩展，主要表现为随输入加速度峰值的增大而增大，层间错动带在尾调室上游高边墙出露部位岩体的塑性区发展较为迅速，致使尾调室上游边墙和主变室下游边墙之间岩体的塑性区有贯通的趋势；层间错动带对地下洞室群地震响应特征影响较大，主要表现在出露部位的变形、拉应力区和塑性区较大；支护效果主要体现在强化地下洞室群的整体稳定性，特别是洞室群围岩的拉应力区有明显改善。　　 (6)输入地震加速度峰值、支护措施和层间错动带等因素对洞周围岩相对位移时程突变特性(局部稳定性)有一定影响，输入加速度峰值越大突变趋势越明显，在尾调室上游边墙层间错动带出露部位岩体的水平向相对位移均有不同程度的突变发生；洞室群围岩大于千分之五的塑性应变随着地震的作用逐渐在主变室下游边墙和尾调室上游边墙与C4层间错动带出露处发生贯通。