水力發電是我國能源供給的重要組成部分。我國西南地區是高地震烈度區，目前在建和待建的大型水電站多分布於西南地區的金沙江、雅礱江、瀾滄江和大渡河等流域，且多采用地下式廠房。大型地下洞室群規模大，空間分布和洞室所賦存的地質條件都很復雜，一旦發生地震災變，將嚴重影響國家的能源安全。目前，大型地下洞室群的地震響應分析方法和安全評判準則研究還很不充分，且缺乏繫統性，因此研究大型地下洞室群的地震響應分析和圍岩穩定評判方法具有重大的現實意義，有利於為實際工程提供智力支持。
張雨霆編著的這本《大型地下洞室群地震響應與結構面控制型圍岩穩定研究》圍繞大型地下洞室群地震響應分析和圍岩穩定評判中的幾個關鍵問題，即大型地下洞室群的地震響應分析方法、動力計算的多尺度優化方法、結構面控制型圍岩破壞分析方法和地震作用下地下洞室群圍岩穩定評判方法展開了研究和探討，提出了一繫列方法，並編制了相應的計算分析程序，通過算例驗證和實例應用證明了所提方法的有效性和可靠性，取得了良好的應用效果。《大型地下洞室群地震響應與結構面控制型圍岩穩定研究》主要包括以下幾個方面的研究內容： （1）在查閱大量岩體動態響應特性文獻的基礎上，總結了岩體在地震荷載作用下的動態響應規律，並以地下洞室為研究對像，通過數值計算，研究了地下洞室賦存岩體在地下荷載作用下的應變率分布規律，為動力分析時岩體物理力學參數的取值提供依據。在總結歸納岩體在地震荷載作用下的動態響應規律基礎上，提出地下洞室地震響應分析的三維彈塑性損傷動方法，並將該方法應用於汶川地震震中映秀灣水電站地下洞室的震損分析。工程應用實例表明，數值計算成果的圍岩拉裂區、地震過程中岩體的位移總體變化規律、洞室圍岩特征部位的變形規律、圍岩應力分布等指標，都與現場調查結論較為一致，可以大致解釋在震害調查中所發現的各種震損現像。數值分析成果可信度高，且具備一定的代表性，為震後的加固和修復工作提供了參考。采用三維彈塑性損傷動方法對地下洞室地震響應問題進行概化和分析是合理可行的。
（2）針對大型復雜結構動力分析計算量大、耗時長的問題，提出了大型地下洞室群地震響應的多尺度優化分析方法。在時域尺度優化方面，提出了結構動力分析中實測強震加速度時域選取的優化算法，能夠有效縮短計算采用的實測地震波持時，顯著縮短動力計算時間；在空間尺度優化方面，提出了大型地下洞室群地震響應分析的動力子模型法和動力計算模型及合理截取範圍的確定方法，使得洞室結構動力計算模型能夠不建至地表，並縮減模型覆蓋範圍，有效地壓縮了動力分析計算量。實例分析不僅驗證了算法的有效性，也證明了算法的可靠性，為大型地下洞室群的地震響應提供了一個顯著提升分析效率的實現途徑。
（3）針方法尚不能有效地分析地質斷層滑移、塊體失穩等結構面控制型的圍岩破壞問題，提出了基方法的結構面控制型圍岩破壞分析方法。該方法由結構面建模、斷層結構計算、塊體識別和塊體穩定評價4部分組成。首先，提出了重構的岩土工程復雜地質斷層建模方法，實現了任意分布的復雜地質結構面快速建模；其次，提出了基於復合強度準則的地質斷層結構計算方法，實現了含地質斷層結構的地下洞室圍岩穩定性分析，能夠通過計算得到的層面張開、滑移狀態和層面滑動安全繫數，評價地質斷層對地下洞室的影響；然後，提出了基網格的地下洞室群三維復雜塊體繫統識別算法，能夠在考慮地下洞室群復雜臨空面組合的基礎上，實現對洞周塊體的搜索和不穩定塊體的識別；後，提出了考慮層面應力作用的塊體穩定性分析方法，能夠使塊體的穩定性評價考慮周邊圍岩對其的擠壓和剪切作用的影響，更符合地下洞室塊體的實際情況。該基的結構面控制型圍岩破壞分析可概括為“結構面建模一計算一洞周塊體搜索一考慮層面應力的塊體穩定性評價 ”四個步驟，這些工作均模型基礎上完成，形成了一套完整的分析地下洞室結構面控制型圍岩破壞的方法。算例驗證和與實際工程監測資料對比表明：這一套方法較為有效地實現方法對地質斷層滑移和塊體失穩評價等結構面控制型圍岩破壞分析，為地下洞室圍岩穩定分析提供一個新的思路。
（4）針對地震作用下地下洞室圍岩穩定評價的問題，提出了基於彈塑性損傷動的圍岩穩定地震響應松動判據。采用圍岩松動的概念，推導了圍岩出現松動時的損傷繫數閾值，可采用彈塑性損傷動分析計算成果來評價圍岩在地震作用後的松動程度。然後，基於圍岩地震響應分析的波動解法，探討了地震作用下地下洞室群的整體穩定性評判方法，並對提出了震後加固措施效果的評價方法；結合結構面控制型圍岩破壞分析方法，研究了地震作用對地下洞室地震斷層結構和塊體穩定的影響。
