结构面裂隙在岩土工程、采矿工程、核废料处理及水利水电建设等实际工程中广泛存在,无论是原生裂隙还是次生裂隙都是岩体的主要透水通道。工程施工过程中,由于扰动、卸荷等作用使裂隙带不断发育沟通了附近含水沙层与工作面的水力联系,就会引发裂隙网络非线性渗流,形成涌水、突水溃沙等一系列地质灾害。因此,裂隙网络中流体运动规律以及水沙两相相互作用机理是岩土工程界亟待解决的问题。流体在裂隙网络中的流动与在多孔介质或单裂隙中的运动具有显著的差异,针对裂隙网络渗流本身所具有的复杂性和特殊性,室内试验和开发数值计算模型是研究这一问题的有效手段。因此本文主要开展了以下研究工作:（1）经过大量实践与测试,自行设计了一套满足更大压力、流量和高浓度携沙流动试验要求的平面水力输沙试验系统。配套的分相测量装置能够实时、精确测量水沙的分相流速,对管涌、变质量流、突水溃沙和泥沙起动等类似试验研究具有一定的借鉴参考意义。（2）建立了考虑局部压力损失的交叉裂隙非线性渗流计算模型,对“十”字型交叉裂隙局部压力损失和流量分配规律进行了探讨,分析了雷诺数、隙宽比和交叉角度对“十”字型交叉裂隙渗流特性的影响程度。利用COMSOL软件求解不可压缩流体的Navier-Stokes方程模拟了交叉裂隙中流体的流动特性,并提出了实际裂隙网络中压力差的简化修正方法。（3）对不同开度、不同交叉角度的裂隙网络进行较为系统的试验研究,揭示了渗流过程中裂隙网络几何特性和水力特性的复杂变化,定量的分析了裂隙开度、交叉角度对非线性渗流参数（渗透率和非达西因子）以及渗流转捩临界参数等的影响。（4）对10组不同级配的颗粒填充体进行了渗流试验研究,通过引入曲率系数和不均匀系数系这2个参量系统地讨论了颗粒级配对充填介质非线性渗流特性的影响,掌握了充填介质颗粒组成对渗流转捩临界参数的影响,以及惯性力与粘滞力之间的转化规律。综合有效粒径、孔隙率、曲率系数和不均匀系数这4个参数拟合出半经验半理论渗透率和非达西因子计算公式。（5）通过一系列的充填裂隙网络非线性渗流特性试验研究,获得了颗粒起动的临界流速范围,建立了颗粒起动临界流速与粒径之间的函数关系。探讨了级配、水动力、裂隙网络几何特性等对颗粒流失特性、分布规律以及水沙两相运移特征的影响,定性地分析了水、可移动颗粒与骨架和裂隙壁面之间的相互作用以及渗漏通道的形成机理。成功地测试了试样的质量流失特征及孔隙率等随时间的变化规律,并确定了充填裂隙网络渗透率和非达西因子的计算方法。（6）以姜家湾煤矿顶板突水事故为例,基于物理试验结果建立考虑渗流潜蚀作用的导水裂隙带突水非达西渗流模型,把老空积水区、导水裂隙带和巷道整个水流路径有机的连接在一起,并借助FELAC软件对数值模型进行求解,再现突水发生、发展动态全过程,揭示渗流潜蚀作用下导水裂隙带突水非达西渗流机理,为老空水害的预测和防治提供参考。