岩体是自然界中广泛分布的地质构造体,由于其结构面分布特征和组合形式的不同,岩体参数、特征等极为复杂。复杂的岩体特征造成岩体中的渗流特性的非均匀性和各向异性,岩体裂隙渗流影响着边坡稳定、岩体承载能力和衬砌受荷稳定,在岩体工程如土木工程、水电工程、采矿工程等相关工程中具有显著的力学作用,因此对裂隙岩体中的渗流分析是一个有着重要意义的研究课题。在实际工程问题中,用渗透张量这一被广泛认可并运用的物理量描述裂隙渗流的规律。裂隙网络模型是计算渗透张量的有力工具,佐以现场试验结果,可以宏观地求出岩体渗流的渗透张量。目前,国内外对裂隙岩体形状和渗透规律有了较为系统的研究,常用的离散网络模型分为两种:管流模型和面流模型。管流模型是岩体结构面网络的一种简化模型,此方面研究已经较为成熟;面流模型是三维的结构面网络,能更加准确地反映岩体结构面的分布特征,更具现实意义。本文基于面流模型,建立三维裂隙网络,将裂隙面划分三角形单元进行计算,得到更准确的渗透分析结果。本文通过研究,得到如下研究结果:(1)分形维数是描述岩体裂隙分布特征的一个衡量指标,岩体中裂隙的分布由节理位置、节理密度、节理迹长、倾向倾角等因素共同决定。根据Baecher模型建立三维裂隙网络模型,在模型中生成裂隙,获取模拟岩体中的裂隙分布,在ArcGIS软件中采用盒维数法计算得到裂隙图像的分形维数为1.1639。然后研究当环单元模型中裂隙分布不同时,裂隙数量与分形维数之间的关系及裂隙数量与渗透系数之间的关系,从而研究得到分形维数与渗透系数之间为二阶线性变化的关系。(2)将裂隙模型中的裂隙圆盘划分网格,生成节点和单元,建立三维结构面单元模型。设置水头边界等参数后,利用有限元方法进行渗流计算,得到面单元模型的渗透张量,并将结果与环单元模型计算所得渗透张量进行对比,计算两者之间的误差,可知其主渗透系数基本相同,主渗透方向相差均值为30°左右。证明采用环单元模型进行渗流计算时,计算规模缩小,结果准确。(3)渗透椭球是直观表示渗透张量的一种图形化方法,三维模型中,根据渗透张量能否在空间直角坐标系中构成渗透椭球可以判断渗透张量的确定性。本文根据面单元模型计算得出的渗透张量生成渗透椭球,并与环单元模型的渗透椭球进行比较,可以看出两个渗透椭球基本重合。