为满足国家经济社会发展的需求,在水利水电工程、交通建设、矿山与能源开采以及国防工程等基础设施领域,越来越多的项目开发至地下千米的深处,深部地下工程中的高地应力和高地下水等复杂地质赋存环境,经常会造成深部地下空间出现突水突泥、塌方等灾害,导致巨大的经济损失和大量施工作业人员的死伤。揭示清楚深部地下工程的灾变演化机理对于确保深部工程安全施工与运行稳定意义重大。对于高地应力和高渗透压耦合条件下深部工程的灾变演化机理,理论方法难以分析、数值模拟困难失真、现场试验条件受限,而物理模型试验以其可重复模拟多条件、多工况、多因素下施工灾变演化全过程的优势,能够发现与探索深部地下工程的新现象、新规律,成为研究其致灾机理、验证新理论不可或缺的重要手段。要开展深部工程在高地应力与高渗透压复杂环境条件下的流固耦合模型试验,必须具备相应的模型相似材料。为此,论文根据相似理论,通过量纲分析和理论推导,建立了考虑高应力与高渗透压作用的流固耦合相似准则,根据建立的流固耦合相似准则,研制了满足流固耦合相似条件的相似材料,并成功应用于滇中引水流固耦合模型试验,验证了该材料的可靠性。论文主要研究成果如下:(1)根据相似理论和量纲分析,推导出了考虑高地应力和高渗透压耦合作用的流固耦合相似准则,包括渗透系数相似准则、渗流量相似准则、流速相似准则和渗压相似准则。(2)依据推导的流固耦合相似准则,选取相似材料的组分构成。骨料为重晶石粉、石英砂和精铁粉,胶结材料为白水泥,调节材料为硅油;并进行试验方案设计、试件制作,开展力学试验,得出满足流固耦合相似条件的相似材料(简称QBIWS相似材料)。并利用敏感性分析和多元线性回归分析拟合出关键物理力学参数的配比经验公式。(3)应用研制的新型流固耦合相似材料(QBIWS相似材料),以滇中引水香炉山深埋隧洞为研究背景工程,开展了深部隧洞开挖流固耦合真三维地质力学模型试验,得到了隧洞开挖过程中洞周围岩径向位移、径向应力以及渗压的变化规律,并通过相应数值分析验证了所研制流固耦合模型材料的可靠性,为通过地质力学模型试验有效揭示深部工程施工灾变机理提供了强有力的理论支撑和物质保障。