岩体作为由连续介质完整岩块和非连续结构面组成的离散介质,完整岩块间的相互作用需通过结构面非连续特征而发生相互作用。结构面除了使岩体物理力学性质具有各向异性、不连续性、不均匀性等特征外,结构面还破坏了岩体的完整性,结构面决定了岩体的潜在破坏模式。对于岩体工程中常见的无充填张开型和充填软弱介质的结构面,其抗拉强度较小,一般认为结构面不具备承受拉向载荷的能力。在压剪载荷作用下,岩体将发生多种沿结构面的剪切破坏灾害,并造成了巨大的工程翻修费用。岩体稳定性很大程度上取决于所处的三维应力状态力学环境中结构面的抗剪强度,三维应力状态力学环境中结构面抗剪强度是岩体稳定性评价和灾害防治对策制定的关键力学指标之一。已有结构面抗剪强度估算模型的本质可归纳为“如何根据结构面粗糙度评价其抗剪强度”,即重点反映结构面自身力学性质和粗糙度两个内在因素对抗剪强度的影响作用。这些抗剪强度估算模型大多建立在结构面直剪试验基础上。然而,工程岩体结构面处在不同于直剪试验的三维应力状态力学环境中,该力学环境将造成结构面的峰值抗剪强度、结构面剪胀-闭合特征以及隙宽等剪切力学行为发生不同于直剪力学行为的变化,进而导致已有的围绕结构面直剪力学行为建立的结构面抗剪强度估算模型、岩体稳定性评价方法和灾害防治对策可能不适用于该地质情况。因此,迫切需要开展围压作用下岩石结构面的剪切力学特征研究,揭示结构面的形貌粗糙度与其围压作用下抗剪强度的关联性机理,进而为工程岩体稳定性评价及灾害防治对策制定提供理论依据。为此,本文以岩石结构面粗糙度表征及其围压作用下剪切力学行为研究为主题,制定了一种围压作用下岩石结构面的抗剪强度试验方法,综合运用理论分析、试验研究和颗粒流模拟分析,开展了岩石结构面粗糙度评价综合参数、岩石结构面粗糙度表征、围压作用下岩石结构面剪切力学行为以及围压作用下结构面剪切力学行为的颗粒流分析研究。主要结论如下:1)为同时考虑岩石结构面粗糙度的尺寸效应、各向异性和点间距效应特征,本文采用结构面平均起伏幅度和水平投影长度的比值（?）/L反映结构面粗糙度的尺寸效应特征,采用剪切方向上结构面潜在接触部位在垂直方向投影长度与水平方向投影长度比值的平均值Rvh反映结构面粗糙度的各向异性特征,采用不同点间距离散Barton标准轮廓线建立的粗糙度评价式反映结构面粗糙度的点间距效应,在此基础上提出了一个岩石结构面粗糙度评价指标Mhl,并利用该指标建立了不同点间距的结构面粗糙度JRC评价式。2)基于围压作用下岩石结构面抗剪强度试验和结构面形貌粗糙度表征,开展结构面形貌粗糙度与抗剪强度的关联性机理研究,充分考虑了侧向压力导致作用在结构面的法向应力σn增大、σn增大和抗拉强度σt减小将削弱结构面粗糙度对抗剪强度的影响作用。最终建立了围压作用下结构面抗剪强度模型,为工程岩体稳定性评价及灾害防治对策制定提供理论依据。3)在结构面两侧颗粒组接触判别法基础上制定了围压作用下结构面剪切试验的颗粒流模拟方案。模拟结果与剪切物理试验结果基本一致,证明该方法可有效模拟再现岩石结构面剪切力学行为,可再现物理试验结果,具有较好的适用性,进一步解释和验证结构面的剪切力学行为。