岩体中存在大量粗糙不规则裂隙，这些裂隙构成地下渗流通道，威胁到工程施工运行的安全。岩石裂隙结构具有粗糙不规则的特性，由具有跨尺度、无序分布、非均匀性和各向异性等复杂特点的单条岩石裂隙组成渗流通道，因此对单条裂隙通道粗糙复杂节理面的研究以及流体在单条粗糙岩石裂隙通道中的渗流扩散运动规律的理论研究具有重要意义。
　　针对单条裂隙通道中的流体渗流扩散运动问题，本文基于分形理论建立了裂隙通道模型，进行了渗流扩散运动的试验研究以及数值模拟分析。主要研究成果如下：
　　(1)建立了岩石单裂隙通道模型。根据分形理论对岩石裂隙粗糙节理面特征的评价，使用Weierstrass-Mandelbrot分形函数建立了岩石粗糙表面，通过平移的方法构建了岩石裂隙通道模型；同时，使用3D打印技术得到单裂隙通道的物理模型。分析了分形维数控制的不同曲折粗糙节理面对立方定律的影响，提出了考虑分形维数对裂隙立方定律影响的修正方法。
　　(2)通过试验研究了粗糙裂隙通道流体流态和单宽流量的影响因素。使用3D打印透明单条岩石裂隙通道，通过恒定压力输出装置，使用不同的压力水头观察流体在裂隙通道中的扩散运动过程，分析了压力、隙宽和分形维数对粗糙裂隙通道单宽流量的影响。
　　(3 )考虑裂隙通道分形曲折粗糙的数值模拟分析。通过Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建参数化曲面，使用对流扩散运动方程构建立方定律在粗糙表面的局部表示方法，分析了流体在裂隙通道中的流速分布，裂隙通道粗糙表面积、等效实际隙宽等几何特征对裂隙通道单宽流量的影响。通过计算单宽流量与分形维数之间的关系，拟合曲线得到裂隙立方定律使用分形维数D修正系数的函数表示。