自然岩体中含有大量的初始微裂纹,这些微裂纹在应力作用下不断扩展和贯通将对岩体力学性能产生显著的影响。压缩条件下含预制裂纹类岩石破坏过程研究对地质工程中岩体强度预测、岩坡稳定性分析、地下巷道围岩稳定性评价等有着重要的理论价值和工程意义。本文通过配制相似材料模拟玄武岩等脆性材料,制作不同裂隙组合形式的单裂隙和双裂隙试样。应用自主研发的“YDS-3型岩石力学多功能试验机”对试样进行单轴和双轴压缩试验,借助PIV粒子成像测速系统实时记录岩样表面变形过程,研究裂隙岩石破坏过程和裂纹扩展规律,主要成果如下:(1)加载过程中试样表面颗粒最大相对位移值的变化规律可用于表征试样表面颗粒的波动特征,能够有效的对裂隙岩石破坏过程进行划分,并确定相应的特征应力值。以轴向最大相对位移值的变化规律判断闭合应力,以侧向最大相对位移值判断起裂和损伤应力。(2)破坏过程中特征强度受侧压和裂隙组合方式的影响,具体表现为:试样的闭合应力、起裂应力和峰值应力与侧压基本呈正线性关系,闭合应力对侧压的敏感性相对较弱,损伤应力对侧压的敏感性最强。各特征应力值随着裂隙倾角的增大呈先减小后增加的“V”形变化,在裂隙倾角为45°时取最低值。在沿加载方向有裂隙搭接(岩桥倾角为120°和150°)时,预制裂隙端部更易萌生沿加载方向扩展的张性裂纹,并迅速使试样发生贯通破坏。(3)各阶段试样的应力和位移场特征变化规律能较好的反映裂纹的起裂和扩展演化过程。侧向拉应力主要集中在岩桥和预制裂隙端部区域,轴向压应力主要集中在预制裂隙面上,侧向位移梯度带能反映宏观裂纹的分布。拉应力集中带与位移梯度带和等值线密集度具有较好的拟合性,且两者均与试样宏观裂纹的分布具有较好的一致性。(4)侧压对裂隙岩石表面应力应变分布影响规律为:随着侧压的增大,沿预制裂隙面分布的轴向压应力集中区域逐渐增大;试样表面的侧向拉应力集中区域亦逐渐增大,对应的侧向位移不连续性增强,微裂纹增多,试样的塑性增强。循环加载条件下沿预制裂隙面和岩桥分布的拉应力集中区域减少。轴向应力表现为试样表面整体压应力集中区域增加。侧向位移场的不连续性相对减弱。(5)细观位移场反映了裂隙尖端起裂、裂纹扩展直至最后贯通破坏的发展全过程。并非所有位移方向线发生变化的分界面都会产生裂纹,只有当位移矢量差达到一定值时才会产生宏观裂纹,位移方向线的变化是产生裂纹的必要条件。(6)裂隙岩石裂纹扩展及破坏模式受裂隙倾角、侧压和岩桥倾角的影响。随着裂隙倾角的增加,裂纹的萌生主要从倾斜次生裂纹(0°、30°)发展为由翼裂纹逐渐占主导地位,尤其在45°和60°时,翼裂纹发育数目居多,90°时形成典型的劈裂破坏。随着侧压的增大,贯通裂纹数目总体呈逐渐减少趋势,翼裂纹随着围压的增大逐渐被倾斜次生裂纹所取代,破坏类型主要由张性破坏向剪切破坏模式转化。双裂隙岩石中裂隙倾角相同时,随着岩桥倾角的增大,岩桥的贯通主要由剪性贯通转化为翼裂纹联接占主导因素的张性贯通,当预制裂隙沿加载方向有重叠时,岩桥处的翼裂纹贯通由上下预制裂隙的两内尖端贯通变为内尖端与下预制裂隙的外尖端联接贯通。当裂隙倾角为75°时,岩桥倾角在最有利于翼裂纹萌生和搭接的情况下(120°)试样在岩桥处才会发生张性贯通。其他岩桥倾角下(30°、90°、150°),岩桥处未见贯通现象。