岩石是经过长期地质构造作用形成的,其自身受到地应力、地下水以及地温等各类因素经年累月的作用使其内部充斥着大量的微结构面和缺陷,而裂隙作为岩石缺陷中的重要组成部分,具有广泛性和随机性,裂隙与地下水、地表水等相互作用,严重影响着岩体的渗透特性。裂隙中流体的流动现象广泛存在于天然气、石油、地热等采集工程以及地下水污染中,因此裂隙中单相流及两相流的研究一直受到专家学者的广泛关注。基于此,本文结合前人的研究成果,综合分析目前岩石裂隙渗流研究中存在的问题,通过多组室内模型对比试验,使用CCD相机和PIV粒子测速系统对粗糙裂隙中的气液两相流及单相渗流规律进行研究,探讨不同影响因素下的渗流场变化情况。本文的主要研究内容如下:（1）制备可视化裂隙模型、选取PIV试验溶液。选取立方体样式的花岗岩试块,利用万能试验机将试样劈裂,得到单裂隙试样;使用三维激光轮廓扫描仪获取裂隙面数据,通过MATLAB编程处理数据并导入建模软件中创建可视化裂隙模型,用3D打印机打印成型。对CCD相机和PIV粒子图像测速仪的试验装置进行了改进,故选取水加聚丙烯酸钠溶液作为PIV试验溶液。（2）开展了五组不同条件下的气液两相流试验,分析了气驱液的驱替过程,研究了气相流量、不同溶液类型、裂隙角度对气驱液时间和驱替面积的影响。基于试验结果,总结分析在粗糙裂隙气驱液过程中发生的指流现象、夹断现象、聚并现象以及回缩现象。（3）通过设置五组不同条件下的液体单相流试验,估算所测流场的流体流速,利用PIV系统自带的公式计算出跨帧时间,结合试验具体情况进行调整。采用PIV后处理软件得出速度场变化图,分析粗糙裂隙内的液体单相流过程,研究气相流量、不同溶液类型、裂隙角度对速度场分布和流线分布的影响。（4）描述了气液两相流和单相流之间的关联性,得出气体在入口处突入裂隙的两处区域为速度场中液体进入裂隙的最大流速区域;气泡在裂隙中心发生夹断脱离区以及快速移动区为液相主流区,气液汇聚于液相主流区形成最大流速区域;气泡在裂隙出口处不断破裂成小气泡并排出裂隙外,此处的速度场在液相排出裂隙时亦显示为流场最大流速区域。