自然界中存在着各种各样的岩体,这些岩体具有极其复杂的物理力学特性,节理的存在是影响天然岩体破坏的重要因素。随着我国经济的快速发展,地下工程的建设需求量越来越大,因此,节理的加固成为当前学者研究的热点。目前节理通常采用充填和锚固的方式来提高其剪切强度,本文总结前人们研究的成果,通过室内试验、数值模拟、理论分析相结合的方式,对异形充填节理锚固破坏特征与机理进行了研究,主要研究成果如下:(1)对异形充填节理面进行压剪试验,研究结果如下:异形充填节理面的峰值剪切强度与上下节理面的粗糙度有关,当上下两个节理面粗糙度接近时,其峰值剪切强度较高,而上下两个节理面粗糙度相差较大时,其峰值剪切强度较低,原因是由于上下节理面粗糙度不同时会引起节理表面起伏不均,导致充填物内部结构松散,齿状起伏大,易被剪碎,从而引起其强度降低,而上下节理面粗糙度相同时,充填物形状规则,导致其抗剪强度较高。(2)对异形充填锚固节理面进行压剪实验,对比未锚固的异形充填节理面,得出结论如下:异形充填节理面锚固后剪切强度峰值比未加锚前有明显提高,在剪切过程中,充填物两侧首先发生破裂,这是因为边缘充填物受到向外的挤压力,产生了充填物的边缘效应。随着剪切进行,充填物与节理面胶结物发生破坏,节理面开始磨平,此时锚杆开始发挥做用,直至锚杆失效,整个剪切过程完成。(3)充填物形状会对锚杆的加固效果产生影响,即锚杆对充填节理面的加固效果会因上下面粗糙度的不同而产生不同,具体表现为上下节理面糙度接近时,锚杆锚固效果较好,其峰值剪切强度增量明显,粗糙度相差较大时,锚杆锚固效果较差,其峰值剪切强度增量较弱。(4)异形充填节理面试块锚固前的破坏形态大致分为三种:一种是充填物与节理面之间粘结面发生发坏,一种是充填物发生破坏,一种是充填物与岩石节理面一同发生破坏。而锚固后的破坏过程比较单一,这是由于锚杆将充填物与试块节理面完全连接成了一个整体,协同抵抗剪切破坏,因此破坏形态通常表现为试块、节理面以及充填物在锚杆的作用下一起发生破坏。(5)利用颗粒流数值模拟软件进行建模,从细观角度观察监测节理的破坏过程,通过对模型的颗粒位移,接触力变化,裂纹扩展,云图数值以及内部应力变化分析试块的微观破坏过程。(6)通过室内试验以及数值模拟,根据异形充填节理的锚固破坏特征与机理,改进了一种新的峰值剪切强度理论模型。