节理岩体在荷载作用下会产生相应的变形,该变形主要包括完整岩石材料的变形和节理变形,其中节理变形起主要控制作用。节理发生变形,其内部的接触区域和空隙区域的大小,分布及联通情况也发生相应的改变,进而影响节理的力学和渗透特性。因此节理变形是岩石力学研究的热点问题之一,也是各类岩石工程重点关注的问题。基于节理的三维形貌,本文提出一种研究岩石节理法向变形的理论模型,该模型假定节理微凸体及其周围岩石表现出线弹性,节理表面任意一点的变形,是由所有作用在节理上的力引起的。考虑微凸体之间的相互作用,变形由三部分组成:一是由微凸体压缩而产生的变形,二是作用在该微凸体上的力引起该微凸体上下半空间的变形,三是由作用在所有其他微凸体上的力引起该微凸体上下半空间的变形。给定了所有的变形分量后,就可以定义理论模型的柔度矩阵,得到关于力和变形的方程,利用系统能量最小化原理求解出节理变形。通过直剪实验获得人工节理,并利用三维扫描仪获得节理面形貌信息,然后采用该理论模型得到节理在法向荷载作用下的应力-变形曲线,采用非线性拟合建立了节理在法向应力作用下的本构模型。最后,通过室内实验验证了理论模型的准确性。本文主要结论如下:（1）开始随着法向应力的增加节理变形较快增长,应力变形曲线均呈上凹型。随着应力的增大,应力变形曲线越来越陡,这也说明了节理逐渐闭合,当应力达到一定大小时,变形几乎不在增加说明此时节理已经基本上完全闭合。（2）节理变形量总是随应力的增加而增大,但闭合量的增量随应力的增加而减小（即法向刚度随应力的增加而变大）,节理法向变形具有非线性特性,节理法向应力和变形呈现幂函数关系。（3）从变形上看,随着应力的逐渐增加,相互接触的微凸体的数量也逐渐增加,此时节理的法向刚度也逐渐增加。节理刚度的增加的速度与微凸体接触数量增加的速度有关。当应力达到一定大小时,变形几乎不增加,即微凸体接触数量不再增加,节理刚度表现为一常数。