岩石的强度准则在地下工程和地质灾害的预防与控制中具有重要作用。岩石的强度随其组成结构，受力状态等因素的不同而变化。本文以均质砂岩为研究对象，综合运用了试验研究，理论分析以及数值模拟等手段，对岩石的静水应力效应和罗德角效应进行了分析与研究，揭示了岩石破坏过程中各种效应的产生机理。利用自主研制的多功能真三轴流固耦合系统，对均质砂岩开展了中间主应力效应、静水应力效应和罗德角效应的研究。根据实验结果提出了岩石破坏过程各种效应的内在机理。并基于此提出了岩石复合破坏模型，利用该模型能够揭示岩石静水应力对罗德角效应的影响机理。根据岩石复合破坏模型的特点提出了一种岩石非关联流动法则。同时，基于实验结果提出了考虑静水应力对罗德角效应影响的岩石强度准则。并利用岩石破坏过程中的声发射数据和离散元模拟方法对该复合破坏模型进行了验证。本文主要研究成果如下：
　　①作为静水应力和罗德角效应的综合作用结果，中间主应力效应对岩石的破坏过程有着显著的影响。岩石在峰值应力处的偏应力与体积应力的比值随着中间主应力的增加而减小；随着中间主应力的增加，沿断裂面的优势剪切应力增强，其内部破断面变的光滑清晰，这是优势剪切应力和砂岩的塑性特征共同作用的结果。在没有优势剪切应力的情况下，岩石内部产生了大量方向离散的裂缝，在岩石内部结构调整过程中消耗了部分能量，使岩石塑形增强。因此，优势剪切应力也是岩石脆性随中间主应力增加而增强的主要因素。
　　②静水应力大小显著影响岩石变形特性。在高静水应力条件下，岩石在峰值强度前出现流变特性；岩石体积随着最大主应变的增加不断被压缩。随着静水应力的增加，岩石罗德角效应逐渐降低，岩石的塑性应变阶段显著增长，岩石破坏时的膨胀效应逐渐消失。岩石在π平面上的强度包络线逐渐转变为圆形。由此可见，静水应力对罗德角效应具有明显的影响。
　　③基于实验结果，提出了一种新的强度准则。该准则能够满足岩石的静水应力效应，罗德角效应以及静水应力对罗德角效应的影响。利用前人的真三轴实验数据对该强度准则进行了验证，该强度准则对这些数据具有很好的拟合效果。拟合结果也表明不同岩石材料的罗德角效应随着岩石材料的力学特性和应力状态而变化。
　　④基于岩石的颗粒型摩擦材料属性，提出了一种能够解释岩石静水应力对罗德角效应影响的复合破坏模型及其流动法则。该模型认为岩石的剪胀效应导致了罗德角效应，同时静水应力大小直接影响岩石内部胶结物骨架塌缩和岩石颗粒破坏比例，进而影响其摩擦系数和摩擦角，改变剪胀效应，从而对岩石的罗德角效应造成了影响。同时，根据复合破坏模型的特点提出了一种非关联流动法则。该流动法则包含三个塑性势面，并引入了反映岩石加载过程中剪胀效应的参数β。岩石加载过程中其内部可以根据裂隙面的应力状态分为稳定状态和非稳定状态。非稳定裂隙在加载过程中能够释放应变能，这也是德鲁克公设不适用于岩石的原因。
　　⑤利用声发射数据和离散元数值模拟方法对岩石复合破坏模型进行了验证。从分子动力学角度对张拉裂隙产生的声发射信号进行了研究，得到了拉伸裂隙的声发射信号特性，并利用该特性对岩石产生的裂隙类型进行了区分。声发射实验结果表明，在岩石破坏过程中有明显的间歇性，可见岩石的破坏过程是一个应力集中，内部发生破坏，而后应力转移的过程，验证了本文提出的岩石复合破坏模型预测的破坏过程。利用离散元对岩石内部颗粒是否可破碎进行了模拟，从而对复合破坏模型进行了验证。本文发现具有可破碎颗粒簇的模型的模拟结果更接近实验的真实结果。不同静水应力条件下，模型颗粒簇的破碎情况具有一定的差异，这种差异导致了岩石的静水应力效应。同时，模型破坏过程中，在π平面上的偏应变路径偏转情况也发生了改变，从而改变了岩石的罗德角效应。