组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素，而且在洞室开挖前无法确定其具体位置，给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料，依据不同尺度结构面的成因、规模，预测其在开挖面上的出露位置十分重要。

     河海大学张发明教授从结构面成因角度考虑，运用几何-力学耦合模拟方法，建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型；依据断层机制，运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面，而基于现场结构面调查统计的结果，应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面；采用正交试验及块体理论，确定由结构面组合形成块体的几何形态，搜索多尺度块体的分布，确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布；进一步采用极限平衡理论，分析可能发生破坏的块体，得出洞室开挖面上需要加固的块体；最后，开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。他还以某在建抽水蓄能电站工程为例，搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模，分析由结构面组合构成局部块体的稳定性，为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据。