板裂结构岩体的概念最早是由孙广忠先生于1984年正式提出的，随后的一些学者如倪国荣、张文彬、潘瑞林等都对其进行了一些基础性且有意义的研究。但对于板裂结构岩体是如何形成的，和传统的层状结构岩体有何异同，板裂化影响因素及板裂结构岩体分类，以及相应边坡的变形破坏机制和失稳模式等并没有特别清晰明确地表达出来。有鉴于此，本文结合多年来在铜（陵）黄（山）高速公路、都汶高速公路、小湾水电工程、锦屏水电工程等科研项目上的实际调查和认识结果，并在前人研究的基础之上，旨在对板裂结构这样一种岩体结构类型的工程地质特性进行一系统分析，继而从边坡工程的角度分析板裂结构岩体带给边坡稳定性的影响程度。
　　本文从以下几个方面对板裂结构岩体进行了分析，首先，即是对常见板裂结构岩体形成条件和主要特征的分析，其中包括表现形态特征、主要岩性特征和变形破坏特征的概括;其次，系统总结了板裂结构岩体形成的成因机制，主要从应力分异、卸荷差异回弹和动荷载作用三个方面论述板裂化的本质;然后，基于岩石矿物成分和颗粒结构、内部缺陷发育状态和所受应力状态分析了岩体板裂化的内外影响因素，并从外部作用的角度概括了板裂化后期的劣化因素，包括风化作用、水的作用、地震作用和人为扰动等;另外，在板裂结构岩体力学参数研究中，引入复合材料力学的理论分析板裂结构岩体的刚度和强度;最后，选取有代表性的三类板裂原岩进行岩相学特征研究，通过单轴抗压强度试验，分别对垂直板裂方向和平行板裂方向的力学强度各向异性和特征进行分析，并采用扫描电镜技术实现对其细观结构的观察和分析。
　　对于板裂结构边坡而言，采用不同分类方法（变形破坏机制与演化、失稳边界的形态和岩性特征等）对板裂结构边坡类型进行划分;在此基础之上，对板裂结构岩体的失稳模式进行分析。采用实例计算对滑移-弯曲和倾倒-拉裂模式的相关计算公式进行对比分析，提出了相关公式的优缺点和适用条件，并给予适当优化;考虑到板裂结构边坡的主要影响因素（坡高、坡角、板裂倾角、板裂厚度、板裂岩体的力学强度）建立影响因素评价体系，采用正交试验表格分析各种影响因素对坡体稳定性影响作用的贡献大小并简要分析了坡体稳定性随单因素的变化趋势。在地震的对板裂结构的影响分析中，本文选择都汶高速公路上的沙窝子软硬互层反倾板裂结构岩体，采用振动台试验的方法分析其失稳模式，为了验证物理模拟的结果通过UDEC软件进行了基于实测地震波加速度记录的地震响应研究。
　　主要研究成果如下:
　　(1)岩体板裂化形成板裂结构岩体，是外力扰动作用下形成的一类岩体结构，位于地质体表部的一定范围内。应力分异、差异卸荷回弹和动荷载作用是形成板裂结构岩体的主要因素。板裂结构岩体有两条最重要的特征:第一，组成地质体的岩体中含有近似平行的、延伸情况较好的次生破裂面——板裂面;第二，这些破裂面之间的岩体以板状结构为主。和层状结构岩体的主要区别在于，板裂结构岩体强调了内外因素的相互作用所造成的岩体结构组成改变和结构联结形式转化、是岩体结构再变形和再破坏的结果，且发育范围一定。人们所需关注的应该是和工程建设、生存环境相关的那部分。在特殊外力环境下，其他类型结构甚至均质体也可以转化为板裂结构。板裂结构岩体概念的提出告诉我们一个事实是，开挖方式也能决定岩体结构类型。根据板裂结构岩体的野外调查结果及板裂机制分析，可采用直接观察和间接探测两种方法对板裂结构岩体进行识别和鉴定。
　　(2)影响岩体板裂化的最主要因素是受力状态，其次为矿物颗粒组成和岩石内部缺陷;风化作用、水的作用、地震作用和人为扰动等是板裂化后期的重要改造因子。板裂主要分为优先追踪已有结构构造破裂形成的构造板裂和没有沿已有结构构造行迹发生破裂形成的非构造板裂两大类。根据板裂过程中优先追踪的构造类型，可以将板裂面分为沉积构造板裂面、变质构造板裂面、火成构造板裂面、内动力构造板裂面四个大类，可继续划分为层理板裂面、变余层理板裂面、结晶片理板裂面、流面（流线）板裂面、劈理板裂面五个小类。此外，依据形成时间的相对远近又可以将岩体板裂分为原生板裂和新生板裂两类。根据板裂体厚度可将板裂结构岩体分为厚板状结构(20～30cm)、中板状结构(10～20cm)和薄板状结构＜10cm)三个类别，根据板裂体的破碎程度也可将板裂结构岩体分为完整板裂结构、块裂板裂结构和碎裂板裂结构三个大类，据板裂体厚度和破碎程度的互相组合情况便可做出最终分类。
　　(3)岩体力学性质包括了材料力学性质和结构力学效应两个方面，经过岩体结构弱化改造后形成的岩体力学性质将会显著降低。结构面的存在使得岩体的抗弯刚度大大消弱;特别是软弱结构面则是控制岩体受力变形的主要因素。将板裂结构岩体视为一种复合材料，将板裂体看成复合材料中的基体，板裂面作为复合合材料中的纤维。对整体力学性能影响较大的软弱层不是起到增强和承载的作用，而是弱化减载。
　　借用罗森(B.W.Rosen)在复合材料中所建立的单向板压缩破坏二维模型获得了板裂结构岩体沿板裂方向的抗压强度分析公式。当板裂岩体的抗剪强度小于屈曲强度时，板裂岩体强度由方程Xc=2[Sf(1-ηm)+Smηm]（Sf、Sm分别为板裂面和板裂体的抗剪强度）确定;板裂面（考虑成具有一定厚度的软弱带）内抗剪强度为S={1+ηm[（1/λs）-1）]｝Sf/Kfs（Sf、Kfs分别为板裂面的抗剪强度和切应力集中系数，λs=τf/τm（0≤λs≤1），τf和τm分别为板裂面的平均切应力和板裂体的平均切应力）。
　　(4)采用偏光显微镜对三类板裂原岩的研究结果表明板裂原岩的结构、构造特征是发生板裂的内在因素。通过抗压强度试验，对于花岗岩、灰岩和千枚岩三类板裂岩体而言，在天然状态下，垂直板裂方向的压缩弹性模量、最大压缩力以及抗压强度明显大于平行板裂方向的相应参数。这说明，在受力大小相同的情况下，和板裂方向一致时的受力比与板裂方向垂直时更加容易引起潜在板裂体发生变形破坏。同时，发现板裂化的岩石本身也确有各向异性特征，而且和板裂方向也有密切关系，岩体中的一些潜在弱面和矿物组成也有联系，这种联系在岩石形成和变质过程中就已经确定了。垂直板裂压力作用下形成的破裂面特征多表现为穿晶断裂和沿晶断裂组合特征，且穿晶断裂占主要部分。平行板裂方向受力形成的破裂面其平整程度相对较好，沿晶断裂的范围比例明显大于穿晶断裂。
　　(5)根据边坡坡面与板裂结构面产状关系将板裂结构边坡分为四种基本类型:即水平板裂结构、顺倾板裂结构、反倾板裂结构及陡立板裂结构。按组成坡体的岩性特征可以分为坚硬岩板裂结构边坡、中等硬岩板裂结构边坡、硬岩夹软岩板裂结构边坡、软硬互层板裂结构边坡及软岩板裂结构边坡五个大类。基于岩体变形破坏的内在力学机制，将板裂结构边坡失稳模式分为如下七种基本地质力学模式:滑移-拉裂、蠕滑-拉裂、滑移-旋转、滑移-压致拉裂、滑移-弯曲、倾倒-拉裂、滑移-劈裂;并根据结构面的分布情况对滑移-劈裂继续细分为四个小类。基于板裂结构岩体的定义，大多数由硬脆性岩体构成的反倾或陡倾岩体边坡的倾倒变形都伴随了岩体板裂化的过程，不管是前期板裂还是后期板裂，都可通过岩体板裂形成倾倒变形。
　　(6)数值模拟结合正交试验分析结果表明，各因素对板裂结构边坡稳定性的影响在反倾和顺倾中的情况是不一样的:除岩石强度、坡高和坡角以外，板裂厚度、结构面强度对反倾板裂结构边坡坡顶变形破坏和板裂张开具有重要影响;而结构面强度和板裂倾角对顺倾板裂结构边坡坡项变形破坏和板裂张开具有重要影响。
　　单一影响因素变化下反倾板裂结构边坡的分析结果表明:随着坡高、坡角增大，板厚、岩石强度和结构面强度减小，坡体的稳定性逐渐降低，坡顶Y方向和X方向最大位移逐渐增大，这说明坡体的弯曲倾倒变形更加强烈;板裂倾角对坡体稳定性及变形有较大影响，剔除两侧重力效应影响所致的异常变化，随板裂倾角增大，稳定性系数呈波浪型变动，当倾角在30°和55°之间时变化不大，但当倾角处于在55°和80°之间时，稳定性系数相对较低，坡项的最大位移和板裂张开程度也显著提高，当坡角大于80°后，稳定性系数又有一定程度的提高，说明在反倾边坡定义范围内近于陡立的边坡稳定性并非最低。
　　单一影响因素变化下顺倾板裂结构边坡的分析结果表明:坡顶Y方向和X方向最大位移随坡角的增大逐渐增大，另外，当坡角小于板裂倾角时，坡顶的最大位移变化相对不大，但当大于时，坡顶的最大位移则发生显著变化，且最大板裂张开程度也发生剧烈波动;随板裂倾角增大，稳定性系数曲线呈下凹型，当倾角处于25°和65°之间时，稳定性系数相对较低，坡顶的最大位移和板裂张开程度也相对较大，说明坡体的变形破坏程度比较严重。
　　(7)采用振动台物理模拟和离散元数值模拟手段对沙窝子变边坡进行的研究结果表明:在动力作用下，反倾板裂岩体边坡的变形破坏演化过程主要表现为岩土体松动碎裂——后缘坡肩拉裂——裂缝发展和变形位移累计——前缘坡脚鼓出——抛起式溃滑剪出的过程;和其他岩体边坡不同的特点是变形位移累计阶段伴随明显的弯曲变形特点。在微震作用下（真实地震波），岩体普遍具有压密的趋势，仅在持续的强震作用下才发生坡体结构和强度上的失稳破坏;坡表岩体是在水平和竖直耦合震荡作用下发生震裂破坏并滑塌失稳的，且对水平方向的震荡响应更为敏感;地震波作用下，软弱岩在坡体中容易发生剪切拉裂破坏，如果处于坡体中上部，则易形成滑坡的后缘拉裂边界，局部风化强烈岩体破碎区域特别是软弱岩集中区由于其质软而向坡表剪出，带动上部的岩体向外拉张，使得坡体内部岩体结构更加破碎松弛。