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为使构建的数值模型与真实岩石结构更为符合,提高非均质岩石细观力学模型计算的精度,本文通过引入空间相关长度和各向异性参数,发展了空间相关特征方法。以板岩和花岗岩为主要研究对象,通过采用Matlab与颗粒流软件PFC2D,结合细观参数反演技术,分别建立能够表征板岩不同片理方向及反映花岗岩细观结构特征的颗粒元力学模型,进行巴西劈裂数值仿真试验,研究了板岩的各向异性特征和花岗岩的破损行为及其断裂机制。基于空间相关特征方法,既能够更真实地反映岩石的实际细观结构分布特征,也可考虑岩石本身存在的多相矿物及其矿物成分含量,可方便高效地建立不同类型岩石的细观力学模型。基于该方法,结合颗粒流软件能较好地模拟岩石类材料的力学特征及变形破裂规律,与试验结果表现出良好的一致性,为研究岩石等准脆性材料的变形破损行为提供了一种新的思路与参考。论文主要研究工作和创新成果有:（1）从空间相关的角度出发,引入空间相关长度和各向异性参数,构建了空间相关随机场的数值实现,并对其在不同类型岩石中的细观结构表征结果进行了分析讨论;（2）以板岩为研究对象,通过确定空间相关长度和各向异性参数,建立能够反映板岩细观结构的数值岩样,基于反演得到的细观力学参数,开展巴西劈裂数值试验,验证了模型的可靠性。同时,建立了可表征不同片理方向的板岩细观颗粒元模型,针对不同片理方向的数值岩样开展劈拉试验数值仿真分析,对层状岩石的各向异性特征进行了研究;（3）以花岗岩为例,采用电镜扫描和X-射线衍射试验,对花岗岩微观结构特征进行了分析,并对花岗岩的劈拉断裂响应开展了巴西劈裂试验研究。同时,从岩石微细观特征入手,采用空间相关特征方法建立颗粒元数值模型表征花岗岩的细观结构非均质分布特征,对巴西劈裂试验进行了仿真分析。另外,也研究了加载速率对花岗岩破损断裂行为的影响,通过试验与数值模拟揭示了花岗岩的变形破坏机制。