岩体是内部赋含断层、节理、层理等不连续结构弱面的结构体,其复杂的结构组成使得其物理性质存在不均一性和各向异性,增加了裂隙岩体的研究工作难度,研究不同裂纹状态下裂隙岩体的力学特征以及断裂破坏机制对实际工程建设具有一定的理论和指导意义。为了研究裂隙岩体在单轴压缩下的力学特征和断裂破坏机制,采用与现实中岩石相类似的水泥砂浆材料制备试件,裂纹的预制通过试件养护前期拔出预埋钢片来形成不同形式的贯通裂纹,试件养护完成后,借助RMT-150B岩石力学试验机对预制裂纹试件进行单轴加载,加载过程中使用高清数码相机对加载过程进行实时拍摄,并拍照记录最终破坏模式。与此同时,使用颗粒流离散元软件PFC2D建立与室内实验结果相接近的数值模型进行数值模拟,结合实验过程中的现象以及试验结果进一步分析裂隙岩体的力学特征和断裂破坏机制。得出了以下主要结论:(1)建立单轴压缩下张开型裂纹受力模型,求解出改受力状态下张开型裂纹的I型和II型应力强度因子,并且得出:张开型裂纹的I型裂纹应力强度因子随着裂纹倾角的增大而逐渐减小,张开型裂纹的II型裂纹应力强度因子随裂纹倾角的增大而增大后减小,在裂纹倾角为45°时达到最大。利用最大周向应力原理和应变能释放率理论对I型和II型复合型断裂问题进行求解,并得出满足裂纹起裂角和起裂应力条件的关系式。(2)单一贯通预制裂纹试件单轴压缩峰值强度随裂纹倾角增大而增大。在单轴加载过程中,0°倾角裂纹试件的裂纹起裂以拉伸裂纹的形式萌生于预制裂纹中部,90°倾角裂纹试件峰值前并未观察到裂纹萌生,其他倾角裂纹试件裂纹起裂均以翼型裂纹的形式于预制裂纹尖端萌生。单裂隙试件的最终破坏模式均以对角剪切破坏为主。(3)相同裂纹倾角下,类岩石试件的峰值强度基本呈现单裂纹试件最大,T型裂纹次之,十字裂纹最小的规律。T型和十字裂纹试件单轴压缩破坏模式均以对角剪切破坏为主,在裂纹起裂扩展模式上,30°、45°和60°裂纹倾角试件相接近,均为预制裂纹尖端萌生翼型拉伸裂纹,并沿着受力方向扩展,且随着加载的继续,裂纹尖端萌生剪切裂纹,剪切裂纹扩展迅速,与试件边缘搭接贯通,因此,其峰值强度也表现得较为接近。0°和90°倾角十字裂纹试件在裂纹起裂扩展模式上表现的较为接近,区别在于90°倾角试件在加载过程中水平预制裂隙出现了压密现象,其峰值强度比0°倾角试件略高。(4)PFC2D数值模拟结果表明:模型试件的声发射现象集中在加载中后期,特别在模型试件达到峰值强度后,声发射事件迅速累计,试件表面出现宏观裂纹。预制裂纹尖端的张拉应力随裂纹倾角增加而逐渐减小,裂纹尖端发生张拉断裂行为随裂纹倾角增加逐渐被抑制,与理论结果接近。模型裂纹起裂、破坏模式与室内试验基本一致,数值模拟结果良好,模拟较为成功。