岩体是由岩块与结构面组合而成的天然地质体。工程试验研究表明,岩体主要的破坏形式是剪切滑移破坏,其发生在岩体所包含的结构面上,尤其是在深埋岩石工程背景或者较高的法向应力作用下对开展的地下工程都具有危险性,所以岩体结构的稳定性较大程度上取决于岩体结构面的力学特性。正确认识岩体中结构面的力学特性,对研究地下工程及岩体工程具有重要的意义。本文以岩石结构面为研究对象,利用软件PFC2D模拟不同条件下的岩石剪切力学行为,研究结果为进一步研究结构面的力学特性提供一定参考。首先,目前利用PFC2D进行岩石结构面力学试验的数值模拟时,由于颗粒尺寸和位置随机分布而产生的粗糙度,导致在模拟过程中出现应力集中现象,从而无法准确模拟岩石结构面的剪切力学行为。为了避免以上结果的不真实性,采用改进后的光滑节理模型接触判别法分别对倾角为20°和30°的三角形单锯齿结构面进行不同法向应力下的直剪模拟。模拟结果与物理实验结果基本吻合,表明此模拟方法可以真实模拟岩石结构面剪切力学行为。为了进一步验证此模拟方法在天然结构面模拟试验中的可行性,利用PFC2D对Barton标准十条节理轮廓线模型进行不同法向应力下的直剪模拟,模拟结果与理论值吻合,表明模拟方法具有可行性,为后续研究结构面剪切破坏过程和机理分析提供可靠的理论依据,为研究粗糙结构面强度特征和峰后力学行为提供了一种思路。其次,构建不同锯齿数目和起伏度的锯齿结构面剪切模型,以及包含多级起伏度的锯齿结构面剪切模型,对不同条件下的粗糙节理进行不同正应力下的直剪模拟,研究其粗糙节理结构面的剪切力学特性。对节理面的剪切强度、变形特征进行了分析,并对破坏形式做出阐述。试验结果表明:（1）在岩石结构面剪切过程中可表现为两种破坏形式,起伏角度和锯齿数目较小时,岩石结构面的破坏主要表现为滑动位移破坏,且有明显的剪胀性;当起伏角度和锯齿数目较大时,岩石结构面的破坏主要表现为剪断破坏,无明显的剪胀性。此外,随着起伏角度和锯齿数目的增大,岩石结构面的剪切强度也在增加,但剪切强度达到峰值后下降的幅度和速率同时增大,这说明随着起伏角度和锯齿数目的增加,即结构面粗糙度的增加,会使剪切过程中的脆性破坏越来越明显;同时可以从剪切强度差值看出,随着起伏角度和锯齿数目的增加,法向应力对抗剪强度的影响逐渐减小。（2）只有一级起伏角度的锯齿结构面剪切特性与具有二级起伏角度的锯齿结构面剪切特性不同,后者达到剪切强度峰值后,残余强度会出现多个剪切小峰值。而且随着法向应力的增加,二阶起伏度对剪切强度的影响逐渐变小。剪切强度变化差值与一级和二级起伏度可用近似幂函数的关系来表示。