我国煤矿整体开采模式正向深部扩展,深部的高渗透水压与高地应力愈加显著,严重影响深井围岩的稳定性。目前国内外学者对裂隙的应力-渗流耦合规律开展了一定的研究,但很少有试验能够使微裂隙处于三轴应力状态下,通过较高的进水压力模拟真实深井环境下微裂隙的渗流特性,并实时监测微裂隙表面的水压。因此,开展深井砂岩微裂隙应力-渗流耦合机理研究显得尤为必要。本论文以深井砂岩微裂隙为研究对象,在室内试验、理论分析和数值模拟相结合的基础上,从粗糙度、开度的角度出发,对微裂隙应力-渗流耦合特性开展了深入研究,为治理深部围岩微裂隙引发的渗水难题提供了理论基础。本文主要研究成果如下:(1)从岩体微裂隙的表面形态特性及应力-渗流耦合特性出发,建立了岩体微裂隙渗流数学模型,总结并推导了在考虑开度、粗糙度情况下微裂隙应力-渗流耦合公式。(2)引入氯化石蜡及硅油等材料,优化设计了砂岩相似材料的最佳配比。开展了薄膜压力传感器的应用研究,并将其合理布设到可监测微裂隙砂岩相似模型中,对微裂隙表面水压力数据进行了动态精确化采集与处理。(3)利用微裂隙三轴应力渗流机理模型试验系统,对不同粗糙度(JRC)、开度(b)的微裂隙砂岩相似模型进行了应力-渗流耦合试验研究,得到了不同围压(σ)、渗透水压(P0)作用下的微裂隙表面水压力变化规律及渗流量规律,各因素敏感度强弱为:P0>JRC>b>σ。基于试验数据,结合Forchheimer定律及Izbash定律研究了微裂隙渗流的非线性流动行为,并探讨了微裂隙水流流态下的雷诺数临界值问题。(4)利用Abaqus数值模拟软件研究了不同渗透水压作用下的微裂隙表面水压力变化规律,并与试验数据进行比对得出了渗透水压与裂隙中各测点衰减水压的关系符合二次多项式。在微裂隙应力-渗流耦合机理的基础上,研究了微裂隙扩展规律并将微裂隙扩展总结为应力累计阶段、微裂隙稳定扩展阶段。