随着页岩气等非常规油气资源的开发、边坡工程、大坝工程以及核废料处置工程的不断发展，国内外工程实践面临诸多需要攻克的岩石力学难题。这些岩石力学难题大多可归结为流固耦合驱动下的岩体破裂问题，其中以水力压裂最为典型。基于此，本文基于FEMDEM方法，提出了模拟水力压裂的FDEM-flow方法试图解决这一问题。　　首先，考虑到FEMDEM方法涉及大量的微观输入参数，且这些参数并不能通过实验获取，因此找出微观参数与宏观力学响应的关系，并确定合适的微观参数成为模拟计算正确与否的关键。在这些微观输入参数中，法向和切向罚参数确定又显得尤为重要。为此，本文对FEMDEM方法中微观罚参数对宏观力学参数之间的影响关系进行了研究，得出材料的宏观泊松比仅由切向罚参数和法向罚参数的比值决定，法向罚参数或切向罚参数越大，材料的弹性模量越大。基于此结论，提出了一套简单的标定微观罚参数的方法，可根据基本岩石力学试验(UCS)快速标定出相应的微观罚参数，为FEMDEM方法真正用于实际工程问题求解奠定坚实的基础。　　然后，建立了解决FEMDEM方法中流固耦合问题的理论框架，称之为FDEM-flow方法，并提出了水力裂隙网络形成的递归搜索算法可完成任意复杂裂隙网络连通性的搜索，为二维流固耦合驱动下的岩体破裂问题提供了解决方案，并给出实现流固耦合的整个计算流程。通过2个含有解析解的裂隙渗流算例，验证了本文提出的方法求解纯裂隙渗流问题的正确性。最后，通过2个流体驱动下的岩体破裂算例，展现了提出的方法在模拟流固耦合驱动下岩体破裂问题的巨大潜力。　　其次，提出了可考虑岩石本身渗透性和流体粘性的FDEM-flow方法，研究了流体粘性对水力压裂的影响。研究结果表明，该方法比原有FDEM-flow方法的适用范围更广，当岩石本身的渗透性极低时，该方法获得的结果与原有FDEM-flow方法的结果是一致的，当岩石本身的渗透性不能忽略时，修改后的FDEM-flow方法模拟的结果与实验更为吻合。该方法能够很好的模拟压裂过程中应力、流体压力的分布，声发射的分布及裂隙的扩展，而无需考虑复杂的本构，即可实现对水力压裂这一复杂的力学问题进行求解;修改后的FDEM-flow方法是理解流固耦合驱动下岩石断裂行为的有力工具。　　最后，用提出的FDEM-flow方法作为研究问题的工具，研究了地应力对水力压裂的影响。研究结果表明，不同侧压力系数条件下，水力压裂过程中裂隙的产生均以拉破坏为主，裂隙的起裂和扩展主要由最大主拉应力控制，裂隙在拉应力集中的区域起裂。σv保持不变且侧压力系数λ＞1时，随着川拘增大，起裂压力和失稳压力均减小。这些结果与已有的实验及理论认识是相符的，进一步验证了FDEM-flow用于模拟水力压力问题的有效性。　　此外，在原有三维FEMDEM方法的基础上，实现了经典的库仑静摩擦力，使得其可以考虑切向静摩擦力，在实际中静摩擦力十分重要。通过对含有解析解的三维滑块问题的计算，验证了所实施的摩擦力算法的正确性，并指出切向静摩擦力的计算精度与计算时间步的密切相关，要求取较小的时间步长。最后，对拱桥垮塌问题进行了模拟，获得了桥体所能承受的极限荷载，给出了桥体垮塌的形态图。研究结果表明，FEMDEM方法在处理三维问题时，前处理简单，可直接采用四面体网格，离散块体的尖角无需圆角化，基于势的接触力为分布力，接触判断及接触力计算可标准化、统一化，适用性强。