自然条件下部分岩石(如花岗岩)由不同矿物构成,且矿物间物理力学性质相差较大,因此对于岩石力学方面研究很难将其看作均质体。工程开挖中会造成应力场的变化,还有不可避免的地下水的影响,这对工程中岩石的稳定性问题是极大的挑战。如何通过各种手段掌握真实岩石在复杂环境下的变形机制与破坏机理就成了岩石力学领域十分重要的问题。鉴于此,针对花岗岩非均质性及工程中应力场与渗流场耦合作用,开展了考虑花岗岩非均质性的流固耦合破坏过程模拟研究。本文主要研究内容与成果如下:(1)通过有限元软件ABAQUS建立了花岗岩均质计算模型,进行单轴、三轴压缩及三轴流固耦合数值模拟以探究将花岗岩作为均质考虑岩样的力学响应及变形规律,给出岩样破坏形态、应力分布图、全过程应力—应变曲线及渗流速度矢量图。得出均质计算模型破坏形式较为简单,围压可以有效增加岩样承受荷载能力,渗透压会改变岩样内部网格应力及应变状态从而导致破坏形式有所变化,因此工程实际中水对岩体的作用不容忽视。(2)建立非均质模型,改变矿物间强度比及空间分布形式进行三轴压缩模拟,得出软弱矿物对岩样破坏有诱导作用,岩样往往沿软弱矿物构成的结构弱面形成宏观破坏面。对基于花岗岩真实断面建立的非均质计算模型进行单轴及三轴压缩模拟得出,对于花岗岩而言影响其破坏形式最关键的因素是非均质性而并非是应力状态,因此在进行岩石力学研究时不可忽略其非均质性。(3)对非均质计算模型进行不同围压及渗透压下三轴流固耦合模拟,得出围压较低时渗透压会改变岩样破坏形式,渗透压对峰值应力的影响会随着围压的增加而减弱。花岗岩为致密坚硬岩石,在未发生塑性变形时渗透率很低,随着岩样产生塑性应变,水会沿着塑性贯通区域流动形成渗流路径。