岩体是一种典型的非均质材料,在长期的地质构造应力场的作用下产生了大量的缺陷,如节理、层理、裂隙、孔洞等。然而,实际工程中岩石内部裂隙与裂隙之间,以及孔隙内部存在着不同刚度的充填物,而这些充填物对岩体的力学特性和其破坏特征有重要的影响,因而开展含不同充填物圆环试样的力学特性试验,对于缺陷岩体的裂隙扩展、围岩稳定及破坏机制具有重要的理论意义和工程指导作用。论文运用理论与试验研究相结合的方法,并结合数字散斑相关技术,研究了含充填物不同孔径花岗岩、红砂岩、大理岩圆环试样的力学特性,其主要内容及结论如下:(1)基于弹塑性力学理论,对圆盘圆环试样进行了力学分析。通过对圆盘受力分析,探讨了圆盘试样抗拉强度的计算方法;对比分析了Hobbs和Tokovvy对圆环试样的研究成果,综合本文采用试样的孔径比,确定了圆环试样抗拉强度的计算公式;同时对受内外压力作用的圆环试样和无限板内圆形充填物的受力情况进行了分析,研究了解含充填物圆环试样的受力情况。(2)通过圆盘圆环试样的巴西劈裂试验,得到了各试样力学参数并分析了试样破坏特征。结果表明:孔洞的存在明显降低了试样拉伸应力,并且随着试样内径比的增大拉伸应力逐渐减小,且与岩石岩性无关;孔径比对试样破坏有重要影响,中低孔径比一般为拉伸破坏,高孔径比一般为拉剪混合破坏。(3)不同强度充填材料的圆环试样巴西劈裂试验,结果表明:充填可以明显提升试样拉伸应力;充填材料强度越大对试样拉伸应力提升幅度越大;不同岩性充填试样,其拉伸应力的变化受孔径比和充填物力学特性两个因素的影响。(4)通过对试样破坏的全场应变云图的分析并结合岩石拉伸破坏特征,得到了孔径比、充填作用、充填材料强度对岩石破坏特征、破坏模式及裂纹扩展的影响,揭示了含孔洞岩石破坏裂纹主要为拉伸裂纹,少部分为剪切裂纹;高强度充填材料试样破坏表现为拉伸、剪切及界面剥离破坏,低强度充填物试样破坏表现为贯穿岩石材料和充填物的拉伸破坏。