工程岩体中通常含有大量随机分布的节理,节理的存在不仅控制着岩体的变形和破坏,而且使岩体的力学性质具有明显的尺寸效应与各向异性。目前,对工程岩体稳定性进行分析时很难考虑每一条节理对计算结果的影响而进行大规模工程计算,这与工程实际存在一定的差异。通过开展节理岩体尺寸效应与各向异性的研究,可获得节理岩体表征单元体（Representative Element Volume,REV）和等效力学参数,把大量节理对岩体力学性质的影响平均到整个岩体中去,将岩体的各向异性转移到本构关系的各向异性上来,采用等效连续方法并辅以主要断层或裂隙对工程岩体的稳定性进行分析,从而使工程计算问题得到简化。因此,开展节理岩体力学特性尺寸效应与各向异性研究,对岩体工程的变形计算和稳定性分析具有重要意义。本文采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,开展节理岩体力学特性尺寸效应与各向异性研究,并确定其相应的等效力学参数,主要工作及结论如下:（1）开展了节理岩体尺寸效应与各向异性特征的物理力学试验研究。通过对含有相同节理倾角、不同模型尺寸和具有相同模型尺寸、不同节理倾角的试样进行室内单轴压缩试验研究,分析了节理岩体尺寸效应与各向异性之间的关系。结果表明,节理岩体的尺寸效应与各向异性并不是独立存在的,而是互相关联的。节理岩体的各向异性随着模型尺寸的增加而降低,具有尺寸效应,而节理岩体的REV尺寸随着节理角度的变化而变化,具有各向异性。（2）从理论上建立了考虑节理岩体尺寸效应与各向异性的弹性损伤本构模型。根据节理岩体弹性模量随模型尺寸与节理倾角的变化关系,提出了考虑节理岩体尺寸效应与各向异性的弹性损伤本构模型。该模型可以反映不同模型尺寸和节理倾角岩样应力-应变曲线的线性和非线性阶段及力学参数的尺寸效应与各向异性,通过与物理试验结果对比,验证了所提本构模型的合理性。（3）采用数值模拟方法,研究了工程节理岩体尺寸效应与各向异性特性。结果表明,不同研究方向上节理岩体力学参数REV表现出明显的各向异性。为了考虑节理岩体的各向异性,提出了广义REV的概念。节理岩体的尺寸效应与各向异性均随着围压的增加而降低,具有一定的围压效应。因此,以单轴压缩条件下获得的REV尺寸作为不同围压下节理岩体的REV尺寸是合理的。另外,以单轴压缩条件下节理岩体各向异性（各向异性程度最大）参数和各向同性参数,对工程岩体的稳定性进行研究,其结果可作为评价工程岩体稳定性的两个极值情况,为工程岩体的稳定性分析提供参考。（4）构建了等效岩体三维节理网络模型,开展三维节理岩体尺寸效应与各向异性的研究。基于Baecher模型和Monte-Carlo方法,利用RFPA3D软件,可实现随机三维随机离散裂隙网络（Discrete Fracture Network,DFN）模型的重构和三维等效节理岩体模型的建立;采用ShpaeMetrix3D获得两河口水电站左岸边坡坝址区下游100m处的边坡岩体节理几何特征参数,并以此为例验证了利用RFPA3D软件生成三维随机DFN模型的合理性;通过与基于广义Hoek-Brown强度准则获得的岩体力学参数进行对比分析,验证了等效岩体三维节理网络模型计算节理力学参数的有效性;基于等效岩体三维节理网络模型,开展三维节理岩体尺寸效应与各向异性的研究,并确定了研究区内节理岩体的等效力学参数。（5）开展了随机节理几何参数对节理岩体力学参数的敏感性研究。为了研究随机节理岩体力学参数对节理几何特征参数的敏感性,运用正交试验法分析随机节理迹长、倾向、倾角和体密度（间距）等主控因素对节理岩体力学参数的影响。结果表明,岩体的弹性模量对节理岩体的几何参数均不敏感,而单轴抗压强度对节理迹长、体密度和倾角的敏感性高度显著,对节理倾向的敏感性不显著。这为工程岩体节理几何参数的测量和统计提供参考,为提高节理岩体力学参数准确性分析提供一种有效的方法。（6）小湾水电站进水口右岸边坡节理岩体工程应用研究。以小湾水电站进水口右岸边坡为例,基于考虑节理岩体尺寸效应与各向异性的等效力学参数,运用横观各向同性模型和正交各向异性剪切屈服准则,对研究区边坡岩体的变形和剪切区进行分析,并与传统的各向同性计算成果进行对比。结果表明,基于两本构模型,获得研究区内初始竖向应力的最大和最小值差别不大。断层的存在,使得在各向同性本构模型中边坡内水平位移分布云图较横贯各向同性为复杂。采用横观各向同性本构模型获得沿边坡坡表和坡里的水平位移远大于各向同性本构模型,其最大差值分别为21.28 mm和7.54 mm。