岩体在漫长的地质历史时期经历了复杂的地质改造作用,使得岩体发育了多种形式的结构面,如断层、夹层、节理、裂隙等不连续面。由于节理岩体中发育着大量的结构面,这些非连续结构面降低了岩体的完整性和整体强度。因此,岩体的基本组分可以用结构面和结构体表征。在岩体受力、变形分析中,结构面对岩体受力、变形等特性的影响更大些。由于结构面的存在,使得岩体的力学特性表现出了不连续性、各向异性、非均匀性、非弹性等特点。作为一种重要的结构面,节理在应力作用下的非线性变形特征直接影响着节理的开度、接触面积、强度等,进而影响岩体工程的稳定性。由于岩体在材料及结构上的不连续性特征,在模拟分析岩体的变形、应力分布等问题时,深入研究节理变形特性、构建合理的节理模型意义重大。本文结合三维离散元程序及已有的节理变形特性研究成果,分析了节理的变形特性,选取并改进了适当节理模型。基于此,结合3DEC提供的接口,引入、编写了新节理模型。并在3DEC程序进行了单节理数值模拟试验及工程分析。主要研究成果如下:(1)对已有的节理法向变形特性及峰值抗剪强度进行分析研究,进而研究了节理变形模型。通过 3DEC 提供的 User-defined joint constitutive models 接口,采用 C++语言编写相应的节理变形本构模型的DLL文件,实现了将建立的节理非线性本构模型内嵌于三维离散元软件3DEC中。(2)采用3DEC内部的FISH语言及相应的命令编写了单轴压缩试验、直剪试验的数值模拟程序。对文献中的多组法向单轴压缩试验成果和红砂岩节理的直剪试验成果进行了数值模拟,进一步研究了节理的变形特性。通过与数值模拟试验结果对比,采用新节理变形模型得到的数值模拟结果与理论值、试验值吻合较好,验证了采用C++语言来编写节理模型是一种行之有效的方法。(3)结合锦屏一级左岸边坡工程为例,采用3DEC构建了相应的三维计算模型,对左岸边坡拱肩槽开挖的稳定性进行了分析。对于其中的4组优势节理及深部裂缝采用了新节理模型,通过对边坡开挖进行模拟分析,进一步验证了新节理模型的正确性。(4)经数值计算,开挖引起的变形以向临空面的回弹变形为主,且多集中在断层F5出露处附近;开挖面上方存在向临空面方向的下沉变形区。最大值出现在F5断层出露处附近。其中由断层F42-9、煌斑岩脉(X)、深部裂缝SL44-1所围成的块体对坡体稳定性影响较大。