天然岩体中包含不同类型的不连续性结构,例如裂隙、节理、层理、断层和剪切带等。这些不连续结构面在外荷载的作用下极易发生裂纹的萌生、扩展、贯通以及滑移等,显著影响岩体的物理力学特性,而岩体的失稳破坏又与裂纹的萌生、扩展及贯通密切相关。因此,研究裂纹扩展的机理及特性对于含裂隙岩质边坡、深埋巷道及隧道等岩石工程的失稳破坏具有重要的工程意义。首先,运用传统断裂力学理论和基于局部化强度理论而提出的断裂模拟方法研究了含不同类型初始裂隙的巴西圆盘裂纹扩展过程。当扩展步长过大时,采用传统断裂准则计算均得到锯齿状裂纹,尤其是闭合型裂隙。结果表明,初始裂隙间接触作用影响II型强度因子KII的正负变化,从而导致裂纹扩展路径呈现锯齿状,这与实际结果不符。相比而言,采用基于局部化强度理论而提出的断裂模拟方法,计算得到裂纹基本不受扩展步长影响且均为光滑的曲线,避免了传统断裂准则计算出现锯齿状裂纹的问题。该断裂模拟方法不仅可以同时判断计算张拉裂纹和剪切裂纹的扩展,而且结合裂纹扩展增量法,简化计算方式并且提高了计算效率。其次,采用含初始闭合裂隙的巴西圆盘研究了闭合接触型裂隙岩石裂纹的起裂及扩展过程,探究了压剪应力状态下的裂纹扩展规律,重点研究初始裂隙倾角β、圆盘与巴西圆盘摩擦系数μ1以及闭合裂隙间摩擦系数μ2和加载方式对裂纹扩展的影响。在逐级位移加载条件下,均得到张拉裂纹且为失稳破坏,并分析不同摩擦系数对裂纹起裂及扩展角度、扩展轨迹及接触状态的影响规律;如果瞬间施加较大位移荷载会同时产生张拉和剪切两种裂纹,μ2的增大会抑制剪切裂纹的萌生和扩展。在含初始裂隙的巴西圆盘试验中,接触点周边形成的破碎区域与裂隙处裂纹贯通共同导致圆盘的破坏。采用扁平巴西圆盘可以很好地解决“应力集中”问题,针对含中心斜裂纹的扁平巴西圆盘的裂纹扩展规律,研究了初始裂隙倾角β、摩擦系数μ1和μ2对裂纹扩展的影响。与完整巴西圆盘类似,计算均得到张拉裂纹,并分析了不同摩擦系数对裂纹扩展角度、扩展轨迹以及接触状态的影响规律。最后,采用基于局部化强度理论的断裂模拟方法,分析了有关“三段式”边坡的锁固段破坏,并探究了前缘蠕滑段的摩擦系数μ2对锁固段的影响。结果表明μ2的增大约束了岩质边坡中滑动体的滑移,限制了含锁固段岩质边坡的整体破坏。研究为“三段式”边坡的防治提供了研究思路,并进一步说明该断裂模拟方法的先进性和适用性。