层状复合岩体是地下岩体工程中一种常见的复合结构岩体，这种岩体由若干种不同岩性的岩石按某种顺序天然叠加而成。不同岩性的岩石与岩石之间往往存在着性能复杂的界面层，在建设工程中，致使层状复合岩石发生破坏的主要原因往往是施工过程中，力学性能较差的界面层受施工扰动，造成岩体的应力场改变，从而导致界面层或界面层附近的基岩发生局部或整体破坏，并最终影响整个岩体的性能。界面层的力学性能是影响不同构造的层状复合岩石力学性能的重要因素，界面问题已经成为研究岩石性能必须攻克的技术难关之一，对层状复合岩石（含界面层）的力学性能及裂纹扩展规律进行深入地研究具有良好学术价值和工程实际意义。本文选取三种不同岩性的岩石为原材料，设置了三种不同的界面层倾角，制成了多种不同结构的层状复合岩石试件，并进行了单轴压缩试验。其后，在试验的基础上分析试件的破坏模式，基于损伤理论对复合岩石的本构模型进行推导，并利用有限元软件模拟岩样的破坏过程，以探究不同岩石组合、不同界面层倾角的层状复合岩样的力学性能及破坏机理。本文的研究内容主要包括：
　　(1) 选取红砂岩、青砂岩、大理岩为初始材料，使用云石胶作为粘结剂，制成了不同岩样组合、不同界面层倾角的层状复合岩石。并将制作好的岩样进行单轴压缩试验，得到各个岩样的单轴抗压强度和荷载-位移曲线。
　　(2) 对层状复合岩石进行应力应变分析，得出了弹性范围内层状复合岩石的应力-应变关系，并对试验中复合岩石的破坏规律进行分析，发现层状岩石的破坏模式受界面层倾角影响较大，在界面层倾角达到某个特定的区间时，层状复合岩石将沿弱界面层发生滑移破坏，并且在界面层倾角为这个区间内某个特定的角度时，岩样的整体的抗压强度达到最小值。
　　(3) 基于Weibull概率密度函数和Drucker-Prager准则建立了存在一定界面层倾角的层状复合岩石本构模型，并引入修正参数对本构模型进行修正。本构曲线与试验曲线吻合度较好，证明了所建立的本构模型的科学性和合理性，能较为准确的表述层状复合岩石的强度和变形特征。
　　(4) 利用ANSYS有限元软件模拟试验中层状复合岩样的受力破坏过程，结果与试验结果吻合。数值模拟结果表明，利用计算机有限元软件能够较好的模拟真实情况下层状复合岩石的受力变形特征，通过数值模拟软件辅助分析，能够为工程设计提供数值基础。在数据可靠的基础上，可以用数值模拟取代部分试验进行分析，这也是数值试验在力学分析上的基础思想。