岩体结构面的各向异性是导致岩体力学行为存在不确定性的主要影响因素。而结构面的各向异性缘于结构面表面的起伏形态。因此,开展基于结构面表面起伏形态的各向异性特征研究对于把握结构面各向异性变化机理具有重大的理论意义。目前,结构面各向异性特征基本上是将不同方向上获得的粗糙参数绘制在极坐标图上来体现的,其各向异性程度是通过分布图上最小粗糙参数与最大粗糙参数的比值确定。该方法可在一定程度上反映出结构面的各向异性变化特征,但亦存在一定不足,即围绕粗糙参数的结构面各向异性统计分布描述,无法建立结构面表面形态变化与各向异性特征之间的内部联系,且较难表征整体各向异性程度的尺度变化,致使结构面各向异性的研究仍停留在性质的描述阶段。鉴于此,本文通过开展现有研究中关于结构面各向异性分布的调查,总结出结构面各向异性特征的分布规律,提出基于起伏贡献率的岩体结构面各向异性表征模型,探讨不同起伏贡献率下结构面表面形态与各向异性之间的相互关系。在此基础上定义用于定量描述结构面各向异性变化程度的系数AVC（Anisotropic Variation Coefficient）,并推导出用于解析结构面各向异性变化行为的理论分布函数;最后,利用提出的各向异性变异系数研究结构面各向异性的尺寸效应规律。根据以上研究思路开展了考虑起伏贡献率的岩体结构面各向异性特征研究,取得以下研究成果:（1）通过各向异性分布特征调查发现了结构面各向异性特征存在一种特定的分布规律,这种规律认为实际结构面表面形态是由相互正交方向的规则结构面叠加组成,其各向异性大小由这两个方向上的贡献率来控制。基于上述分布规律,通过建立三维规则结构面形貌函数,并结合MATLAB构建了结构面各向异性表征模型;通过表征正交方向起伏贡献率之间的变量关系定义了各向异性变异系数AVC用于反映结构面各向异性变异行为。根据所提出的表征模型,构造了AVC分别等于0、0.2、0.4、0.6、0.8、0.9和1.0的七个不同结构面,并采用二维粗糙参数测量其各向异性。结果发现AVC在[0 1,]有效地反映了结构面从各向异性到各向同性的变化过程,且AVC越小,各向异性行为越突出。因此,划分了六种不同区间的各向异性变异水平等级以有效量化结构面各向异性变异程度。（2）基于各向异性圆弧分布假设,分析了结构面正交方向的粗糙参数变化对各向异性分布的影响,推导了结构面各向异性变异行为理论分布函数。通过对四组基于Barton标准轮廓线构建的组合结构面的各向异性分布进行预测,结果发现不同AVC值对应的粗糙参数在各个方向上实际值与理论推导值近乎一致,平均相对误差均稳定在10%以内,表明推导的函数可以较好解析结构面各向异性变异行为。为更好地应用于实际结构面,编写了能够自动匹配正交方向形貌参数进行各向异性解析的自适应算法。通过对两块天然岩样的各向异性变异行为评价,结果表明新提出的各向异性解析算法可以有效估测天然结构面各向异性理论分布特征。（3）考虑结构面各向异性三维效应,提出了考虑正交方向三维形貌参数的各向异性变异系数AVC^3D;通过渐进覆盖法统计了四组天然岩体结构面10种不同采样尺寸的各向异性变异系数及其尺寸效应规律,结果表明:各向异性变异系数均随结构面尺寸增大而减小至定值,其变化的衰减模型可表述为AVC^3D=aA_n^b;通过归一化处理,各向异性变异系数与结构面尺寸呈现较好的线性函数关系,表明各向异性变异系数具有分形结构,分维数D可以实现其尺寸效应的规律统计。该方法揭示了影响结构面形貌特征方向性变化的有效接触面积增长幅度逐渐小于取样尺寸增长幅度的变化机理,表明当结构面达到各向异性尺寸效应的阈值后,才会呈现出稳定的各向异性规律。