在矿山、水利的地下工程中,常常遇到片状组构的软弱片岩,这类片岩的物理力学性质与其片状构造的几何和力学性状密切相关,具有显著的各向异性特征,深入研究有助于对其工程特性的认知,尤其是对指导相应工程设计、施工和稳定性分析与预测,具有深远且重要的工程价值和理论意义。以鄂北水资源配置工程唐县-尚市隧洞中带有片状组构的绿泥石为研究对象,以各向异性的物理和力学性质为突破口,展开了绿泥石物理和力学试验,首先物理特性方面,采用XRD方法和偏光显微测试技术测定不同风化程度下的绿泥石矿物成分与矿物结构,基于SEM研究其细观结构的差异性,研究表明,绿泥石是具有片状组构的横观各向同性材料,其不同风化的状态导致内部矿物成分也发生了质的变化。其次在力学特性方面,针对角度效应、风化效应和水软化效应三个方面分别开展了单轴、三轴与声发射测试研究,并采用颗粒流离散元方法解译了各试验中片状组构对强度、变形和破坏模式的影响机制。研究表明:(1)片理角度导致绿泥石出现显著的横观各向同性力学行为,其力学参数各向异性等级属于低各向异性岩体,片理结构是诱发绿泥石各向异性损伤的主要内因;(2)试验研究结合颗粒流离散元数值模拟揭示了显著片理组构的绿泥石在加载过程中以剪切破裂为主;三轴加载条件下,围压不仅对岩样抗压强度存在影响,也会影响岩样的破裂方式;(3)开展了单轴压缩声发射测试研究片理结构控制下的损伤机制。研究表明不同片理组构岩样,其声发射能量和释放速率不同,b值也不同,表现为抗压强度的差异性。总之,通过对片状组构绿泥石物理、力学试验与数值模拟研究,发现绿泥石各向异性强度和破裂模式的核心控制因素为片理组构、风化程度导致绿泥石矿物成分的差异、水软化过程不同矿物与水分作用的程度,其中片理组构是最核心控制因素,意味着在评估片岩工程力学行为,如地下工程开挖响应中要重点考虑片岩的片状组构因素,要深入研究其对片岩强度、变形与破坏模式的控制作用,才能更好地分析片岩的稳定性和变形破坏失稳成因条件,从而有效指导地下工程的科学分析与设计。