层间错动带是指软硬相间的岩层在构造作用下发生层间剪切错动，并在地下水长期物理化学作用下形成的一种空间展布范围广、分布随机、厚度不一、组构特异、性状很差的薄层带状岩土体系统，其具有类如“夹心饼干”状的硬-软-硬复合体（即含层间错动带岩体）结构特征。大量工程实践和现场研究发现，层间错动带在水电站等大型地下工程中普遍存在，并对工程的稳定性起着控制性作用。在有层间错动带出露的地下工程建设中，因其相对上下层坚硬母岩而言强度极低，开挖扰动易导致硬-软-硬复合体再次错动滑移，进而诱发工程事故，产生不良社会影响。可见，在受层间错动带困扰的地下工程建设中，其自身力学特性的研究显得至关重要。本论文依托白鹤滩水电站工程建设项目，围绕受层间错动带影响的高边墙地下厂房巨型洞群围岩稳定性这一研究课题，借助室内试验和数值计算两大有力工具，深入系统地研究层间错动带的力学特性及其与上下母岩的相互作用机制;探讨其与工程结构临空面不利组合条件下的破坏模式及破坏规律;揭示含层间错动带岩体在开挖卸荷条件下的整体稳定性特征，旨在提出一些有特色和较强应用性的理论和方法，为解决我国新一轮水电工程建设中有关地下洞群围岩稳定性的若干关键问题作出有益的探索。概括来讲，本文主要研究工作与获得的有益认识如下:　　 (1)通过矿物成分分析试验、扫描电镜试验和压汞试验，从微细观结构角度对层间错动带的矿物组成特征、颗粒排列规律、孔隙分布规律进行了详细的研究。试验结果表明:①层间错动带具有一定的遇水膨胀性;②层间错动带具有定向有序成层排列的组构特征;③层间错动带孔隙率较小，孔径分布均匀且大部分孔径集中在6μm以下。对其灌浆加固应选择粒径较小的浆材或采用劈裂灌浆的方式，对其进行细观力学数值仿真宜选用低孔隙率、均匀分布的颗粒流数值模型。　　 (2)基于层间错动带室内直剪试验，采用离散元的方法建立了其硬-软-硬复合体细观力学数值模型，借助数值试件均匀性、稳定性、可视性及可重复性强等优点，在同一参照标准下对其抗剪力学特性开展了详细的数值仿真研究，真实再现了直剪试验剪切带发生、发展直到破坏的过程。数值试验成果表明:①受层间材料厚度、组合体尺寸、层间材料-母岩接触面形貌、层间材料组成成分等因素的影响，其抗剪强度具有明显的离散性，导致其强度参数处于一个区间范围;②层间错动带剪应力-剪应变曲线峰后虽有波动，但近似表现为略有剪胀/剪缩特征的理想塑性特征;③层间错动带的峰值抗剪强度随层间材料厚度的增大而减小，随接触面起伏角度的增大而增大，随预剪面上粗颗粒个数的增大而增大;④剪切带的形成机制以剪切破坏为主，部分情况下还存在剪切破坏和张拉破坏的协同作用。　　 (3)基于层间错动带三轴试验，采用离散元的方法建立了其硬-软-硬复合体细观力学数值模型，并对围压条件下层间错动带复合体的力学特征进行了详细的数值仿真研究。数值试验成果表明:①围压条件下层间错动带复合体的变形行为表现为应变软化和应变硬化型，具体表现为哪种类型则取决于围压、层间材料倾角及层间材料厚度;②层间错动带复合体在某一恒定围压条件下的抗压强度随层间材料倾角的增大而减小，随层间材料厚度的增大而减小;③当层间材料倾角较小时，其轴向变形主要来自层间材料压密和挤出，当层间材料倾角较大时，其轴向变形主要来自层间材料压密、挤出及母岩沿层间材料接触带的相对滑移（层间剪切错动）;④卸围压条件下层间错动带复合体的变形破坏形式受层间材料倾角及卸荷路径控制。　　 (4)基于层间错动带室内试验和数值仿真试验的成果，①采用离散元方法对层间错动带与水平探硐临空面不同组合条件下的破坏趋势进行了探讨，仿真结果表明:层间错动带出露于平硐拱顶易引起拱顶局部掉块或垮塌，出露于拱肩和边墙易引起层间错动带挤出、边墙开裂，出露于拱脚易引起底鼓等工程问题;②采用有限差分法对有不利层间错动带出露的高边墙地下厂房巨型洞群进行了整体稳定性分析，研究了洞群开挖过程中层间错动带及围岩的变形特征、塑性区演化规律，为工程中层间错动带的工程防治和稳定性优化设计提供理论与技术支撑。