裂隙岩体的渗透问题涉及到大量民生及国防工程,其中包括深基坑和隧道开挖、石油和天然气的开采、岩体边坡及坝基的稳定性等,粗糙裂隙渗透性将会对这些岩土工程的安全性、稳定性及使用寿命产生较大的影响。因此深入研究岩石裂隙渗流规律具有重要的意义。精准的表征粗糙裂隙的几何特征是探究粗糙裂隙渗流特性的前提,大量研究表明,岩石裂隙面具有很好的分形特性。因此,本文采用分形几何理论刻画粗糙裂隙面,结合3D打印技术制备组合式粗糙裂隙试样,并进行粗糙裂隙渗流试验,探究裂隙粗糙度,非匹配程度及各向异性等因素对粗糙裂隙渗流的影响。本文主要研究成果如下:（1）提出了一种全新的粗糙裂隙试样研制方法。以分形几何理论为基础,自行开发可生成具有分形几何特性的粗糙裂隙面的程序软件。在程序软件中通过设置不同分形维数D、标准差σ、不匹配长度和各向异性系数,形成不同类型的粗糙裂隙面,并将粗糙裂隙面的三维坐标导入Rhinoceros中,建立组合式裂隙渗流试样模型。结合3D打印技术制备高精度的组合式粗糙裂隙试样。通过该方法能够制备任意粗糙度的裂隙试样,同时可精确调整裂隙开度,满足不同裂隙开度的渗流试验。（2）研制了一种可调节水头高度的渗流装置。渗流装置主要包含有可调节水头高度的渗流水箱。渗流水箱高150cm,在水箱一侧分别间隔15cm设置一个出水孔,以满足试验不同水力梯度的要求。渗流装置与粗糙裂隙试样采用柔性连接,在连接处通过A/B胶粘合,在试样的上下部通过夹板将其夹紧,确保整个渗流系统的绝对的密封性。将渗流装置与渗流试样相结合,进行粗糙裂隙渗流试验。（3）通过灰色关联分析法,比较分析裂隙开度、分形维数、标准差、各向异性系数及不匹配长度对裂隙渗透率影响程度的强弱。经过计算发现,水力裂隙开度对裂隙渗透率的影响最大,其次依次为标准差、各向异性系数、分形维数及不匹配长度。（4）线性渗流条件下进行匹配型、非匹配型和各向异性粗糙裂隙渗流试验。研究发现:裂隙渗透率与粗糙度、不匹配长度及各向异性系数间呈现负相关性,与裂隙开度间呈现正相关性;在相同裂隙粗糙度下,非匹配型粗糙裂隙和各向异性粗糙裂隙的渗透率比匹配型粗糙裂隙的渗透率小。根据试验结果,提出粗糙裂隙渗透率的修正公式,该公式能够很好的刻画裂隙渗透率与裂隙粗糙度（一阶导数均方根Z₂）和裂隙开度间的关系,并且能够满足对不同粗糙类型裂隙渗透率的预测,具有较好的适用性。（5）在不同水力梯度下,进行多组匹配型和非匹配型粗糙裂隙试样的渗流试验。通过试验研究发现,不同匹配程度的粗糙裂隙在高速渗流状态下,采用Forchheimer方程进行刻画粗糙裂隙渗流非线性特性。研究发现,水力裂隙开度e_h与物理裂隙开度e_m和Z₂间具有很好地相关性,提出的经验公式能够预测出粗糙裂隙的水力裂隙开度。同时,根据试验结果,建立非线性影响因子β与e_m和Z₂间的经验公式,提出的经验公式能够适用于不同匹配程度的粗糙裂隙非线性渗流的预测。