节理岩体是岩体工程中经常遇到的一种复杂岩体,地下工程遇到的低应力脆断现象通常也是由节理岩体内部裂纹扩展导致的。工程实践中,人们往往采取锚杆加固措施来保证地下工程和岩石边坡工程的安全可靠运行,但是运用现有的试验方法却很难定量评价锚固效果,传统强度理论也难以有效揭示锚固机理,应用断裂力学理论分析是行之有效的方法。因此,在锚固断裂韧度基础试验的基础上,将岩石断裂力学理论应用于岩体工程的裂隙扩展以及锚固机理研究当中,具有十分重要的理论及实际应用意义。本文通过三点弯曲断裂试验获得了锚固前后砂岩的断裂参数,基于净应力强度因子理论探讨了锚杆增韧机理,并利用数字散斑方法分析了裂纹尖端上部区域变形场演化规律,基于裂纹扩展特性揭示了锚固止裂机理,取得了如下成果:(1)选取带有起裂条件的双K断裂准则,确定其起裂及失稳条件下的临界荷载、有效裂缝长度、断裂韧度等参数的计算方法,并将双K准则引入到锚固岩石结构稳定性评判中,开展了锚固岩石三点弯曲断裂试验研究。(2)计算并分析了锚固砂岩断裂力学参数特性,对于无锚试件,随跨距的增大,起裂、失稳断裂韧度呈减小趋势,试件高度固定时,起裂、失稳断裂韧度为常数,随试件高度增大,起裂、失稳断裂韧度呈先减后增趋势;对于锚固试件,锚杆材料种类对起裂及失稳断裂参数影响较小,随预紧力增大、锚固位置下移,起裂及失稳断裂韧度相应提高。(3)通过开口位移曲线及变形场演化分析了裂纹扩展规律,砂岩裂纹扩展过程分为起裂前的线弹性阶段、起裂后的裂纹稳态扩展阶段、峰值后的失稳扩展阶段以及残余破坏阶段;无预紧力情况下,锚杆在产生较大变形后才对裂隙扩展产生明显抑制作用,且随预紧力增大、锚固位置下移,裂纹扩展抑制效果越明显。(4)基于断裂力学理论初步探究了锚固增韧止裂机理,锚杆通过降低裂缝尖端净应力强度因子使锚固整体起裂及失稳临界值提高,达到增韧效果;锚杆横向作用产生的闭合阻力对裂纹扩展产生明显抑制作用,裂纹扩展到锚杆处受阻碍停滞,达到止裂效果。