随着我国经济的高速发展,为了满足社会发展的需要,大型水利工程相继筹划、施工建设以及投入运营,而岩质高边坡是否稳定已成为这些工程建设和运营过程中遇到的主要岩石力学问题之一。而边坡岩体内部常孕育着具有非连续性特征的地质结构面,对边坡的变形和破坏特性有着重要的影响。锁固段型岩质滑坡是常见的一种高边坡变形破坏模式,其滑带中存在强度相对较好的岩桥锁固段,控制着岩质边坡稳定性状态。因此,研究锁固段岩桥的裂纹萌生及扩展规律,对揭示锁固段型岩质高边坡的破坏机制具有重要的意义。本文将边坡岩桥锁固段概化为岩桥试件,将红砂岩作为试验材料,利用高速水刀切割技术加工裂隙,制备了不同岩桥长度的岩桥试件,对其进行单轴压缩实验,引入分形理论和红外热成像技术定量研究岩桥破坏全过程特征。本文的主要研究工作可以总结为以下几个方面:(1)根据岩桥试件加载过程中应力-时间曲线特征以及裂纹扩展特征,其破坏过程可划分为孔隙裂隙压密、弹性变形、非稳定破裂发展以及破坏后阶段;而在破坏后阶段,应力-时间曲线则呈现出显著的“峰后回升”特征。(2)采用盒维数法计算岩桥试件加载过程中裂纹扩展路径的分形维数,定量表征试件破裂演化特征,并探讨了分形维数与裂纹扩展之间的相关性。研究发现:岩桥试件破裂演化过程中产生的新生裂纹具有形态上的自相似性,即分形特征。分形维数从非稳定破裂发展阶段开始逐渐增大,“峰后回升”阶段之后则呈现“突变式上升”特征,数据拟合结果表明轴向应变与分形维数之间服从双曲线关系。当岩桥试件的分形维数增量达到2.56%～2.97%,试件开始起裂;当其增量达到5.14%～6.71%,试件处于峰值应力状态;当其值处于14.28%～16.74%,试件完全失去承载能力。(3)结合红外热像仪,定义红外辐射温度场最大值(MAXIRT)、最小值(MINIRT)、平均值(AIRT)、变异系数(CVIRT)和偏度系数(SIRT),定量研究岩桥试件加载过程中红外辐射温度场的时空演变特征。研究发现:相比于MAXIRT、MINIRT和AIRT这3种传统指标,CVIRT和SIRT能更好地刻画岩桥的红外辐射温度特征,并表现出阶段性特征,与岩桥的应力状态、孔隙压密闭合程度、新生裂纹萌生、扩展和贯通密切相关;在“峰后回升”处,CVIRT和SIRT均出现“突变式”上升的前兆特征。