在实际工程中,水-岩相互作用在自然界中很常见,水是引起各种地质灾害最主要的因素之一,岩石的断裂韧性受水的影响很大。现已有大量研究表明岩石的抗压强度、抗拉强度及其他力学参数受水影响,但只有少量专注于在水条件下岩石的断裂韧性研究,而且这些研究主要集中在干燥或饱和条件下的断裂韧性测试,通常首先将岩石试样浸入水中,然后密封其表面,最后在空气中进行载荷测试。但是,在许多实际的岩石工程中,例如水力发电站的岩石坡度或深部采矿工程中的支柱和采矿室,岩石的饱和度会根据电站或矿山的开发和使用阶段而变化。岩石不是在空气中加载,而是在水条件下加载。因此,为更好地了解工程结构的稳定性,详细了解岩石在不同饱和度和不同条件(干燥或与水环境)下的断裂韧性,借助RMT-150C数字控制式电液伺服试验机和自主研发的试验装置,对SCB红砂岩进行以下试验研究:(1)为了解本文所用红砂岩的基本性质,首先对红砂岩进行吸水性试验,根据红砂岩的浸泡时间-含水量曲线,选取浸泡时间为0h,1h,6h和24h等特殊的时间节点的岩样做为研究对象。并且对干燥和饱和两种状态下的标准圆柱体红砂岩进行单轴压缩试验,得到红砂岩如抗压强度、弹性模量和泊松比等基本力学性质;(2)为研究水对断裂韧性的影响,对不同裂缝倾角的红砂岩进行了不同含水量下的三点弯曲试验。将干燥后的岩石试样在蒸馏水中浸泡不同的时间以代表不同含水量的试样,然后取出打蜡密封,在空气条件下测试断裂韧性,得到断裂韧性与含水量/浸泡时间之间的一些经验关系;(3)为了解岩石在荷载与水耦合作用下的断裂韧性,对不同裂缝倾角的红砂岩进行水与荷载共同作用的三点弯曲试验。在对干燥后的岩样施加顶部荷载的同时使其沉浸在水中,在恒定荷载下经过一定时间的蠕变变形后继续加载直至破坏,对比分析试验结果;(4)对红砂岩进行不同荷载等级的三点弯曲试验。使岩样在水环境下保持恒定荷载加载,稳压16h后继续加载直到岩样破坏,本文采用不同荷载等级分别为浸泡1h后红砂岩强度的50%,60%和75%;(5)为了解裂缝长度对断裂韧性的影响,对红砂岩进行不同裂缝长度的三点弯曲试验。选取裂缝长径比a/R为0.2和0.4的岩样,分别进行水与荷载共同作用和浸泡后加载两种方案的三点弯曲试验。