岩体裂隙的力学特性及扩展机理一直是岩石力学领域关注的前沿方向。众所周知,岩体介质由于地壳的不断运动、发展,呈现出显著的不连续性,并存在不同尺度的不连续界面如裂隙、节理、层理及弱面等。裂隙的存在改变了岩体的力学性质,降低了岩体的强度,并且使岩体呈现明显的各向异性。由于地质成因影响以及局部应力不均匀性,岩体中不仅存在直裂隙,还存在具有一定粗糙度的非直裂隙,而且这些非直裂隙对岩体断裂力学特征的影响同样不可忽略。目前,国内外学者对直裂隙的扩展问题进行了较多的研究和总结。但是,关于非直裂隙对岩体变形特性和破坏机理仍没有较系统的分析和研究。因此,开展非直裂隙破裂模式及力学特性的研究对于地下岩石工程（采矿工程、核废料存储等）领域具有广泛的应用前景。本文主要研究了单轴压缩下非直裂隙的扩展模式和力学特性。采用全自动数字雕刻和3D打印技术制备带裂隙试件,并综合应用断裂理论分析、实验研究和数值计算等手段,多方面分析了Z型裂隙、S型裂隙及断续双S型裂隙脆性材料的强度破坏特性和宏观贯通模式,进一步提高对不同几何参数下非直裂隙扩展机制的认识。围绕非直裂隙的断裂机制和力学特性这一课题,本文开展了以下几个方面的工作:（1）采用数字雕刻和3D打印技术制备了具有脆性、均质且没有残余应力的非直裂隙试件。其中,3D打印技术相比传统加工方式具备更快速、重复制作复杂裂隙,试件的透明特性使其具有良好的可视化效果。这些性质使其对于试件的破坏模式的研究能得到较统一和具有规律性的结论。（2）采用岩石力学伺服试验机,对预制斜直裂隙和S裂隙天然大理岩进行了单轴压缩试验。试验对比了斜直裂隙与S裂隙的翼形裂隙扩展、贯通规律。采用两种充填物,研究了充填材料对非直裂隙的扩展模式的影响。（3）以错位双S型裂隙为研究对象、天然大理岩为试验材料,采用全自动雕刻机制备了具有不同空间几何分布的岩石裂隙试样,研究了其在单轴加载下岩桥倾角、岩桥长度、裂隙长度和裂隙倾角对裂隙扩展和破坏特性的影响。首次提出了关于错位双S型裂隙的7种破坏模式。并采用RFPA^2D软件进行数值计算,取得了吻合的实验结果,为分析断续S型裂隙对于岩体工程设计的影响提供了参考依据。（4）运用3D打印技术制备Z型裂隙模型,结合光弹实验手段,直观定量地显示了单轴压缩荷载作用下Z型裂隙周边的应力场分布特征。通过改变Z型裂隙的分支裂隙倾角,得到了分支裂隙倾角的改变对Z型裂隙的破坏扩展模式。利用扩展有限元方法得到并分析了Z型裂隙在单轴压缩荷载下的应力场分布,并与实验结果进行了对比且吻合良好。（5）以典型的非直裂隙（单条S型裂隙）为研究对象,结合3D打印光敏树脂技术,通过实验研究和数值模拟两种手段,研究了裂隙倾角和有效曲率的影响,归纳出S型裂隙尖端开裂和非尖端开裂两种模式,定量描述了两种破坏模式的转换条件,可对非直裂隙的开裂进行有效预测。