节理岩体是岩土工程施工过程中广泛存在的一类工程对象,节理造成岩体内复杂的应力分布状态,对工程岩体的稳定性有着主导性的影响。地震和爆破荷载等动荷载作用所诱发的节理岩体沿节理面滑移失稳、岩质边坡滑坡等是常见的灾害。在动荷载作用下节理剪切的力学性质研究,对预防岩土工程中的滑坡失稳问题具有重要意义。地震和爆破荷载的显著特征是具有变化的加载速率,因此通过室内实验研究不同剪切速率下节理面的剪切行为及其机理,不仅可为工程现场施工提供借鉴意义,还可更好地完善现有的剪切力学理论。本文首先使用伺服直剪试验机,对四组不同节理特征的类岩石人工节理进行了不同法向应力条件和不同剪切速率下的直剪试验,并利用高速摄像机对节理试样的剪切变形过程进行图像采集。试样种类包含完整试样、平直节理试样和起伏角度分别为15°和30°的仅有单个起伏体的节理试样,试验在四种法向应力条件和从2.3至47.2mm/min的剪切速率条件下进行,针对不同节理特征试样采用单剪和多阶段剪切两种实验方案。实验数据分析从节理剪切力学特征指标和损伤及其机理分析两个方面展开。首先分析不同工况下类岩石节理剪切全过程的剪切应力-位移关系曲线,通过比较各组试样的曲线形态归纳出不同工况下节理的本构关系。然后,基于剪应力曲线进一步计算得出不同试样组的重要剪切力学指标,如剪切强度、摩擦系数、残余强度、剪切刚度等,并分析各指标随着剪切速率的变化规律。结果表明:类岩石节理剪切过程总体服从剪切屈服型和剪切剪断型两种模型,起伏角和法向应力的大小决定了剪应力曲线模型的类别。当剪应力曲线更接近剪切屈服型时,剪切强度表现为剪切速率负相关性,当剪应力曲线更接近剪切剪断型时则相反,并得出包含剪切速率变量的剪切强度分段经验模型。结合破坏模式分析,认为节理面的滑动摩擦强度随着剪切速率的增加而减小,自身黏结强度则相反。此外,剪切力学指标也受法向应力和起伏角大小的主要影响和剪切速率的次要影响。最后,结合高速摄像机的图像记录和节理面剪切后形貌图像,分析不同条件下节理面的破坏形态,总结了不同试样组的损伤面积演化和裂纹扩展规律。结果表明:随着剪切速率的增大,节理面损伤程度更加严重,且法向压力和节理起伏角也会影响节理的损伤破坏模式。随着法向应力增大,节理面的剪切破坏模式由爬坡效应过渡至剪断效应;随着起伏角的增大,节理面的损伤模式由剪切磨损过渡至剪断磨碎。完整试样裂纹主要发展于剪切荷载作用线的近区,起伏节理的裂纹普遍产生和发展于起伏面的应力集中区。同时,随着剪切速率的增大,起伏体的破坏越严重,岩块产生的裂纹更多,也越容易发生大面积的岩块破坏。