岩体是经历过多次反复的地质作用,经受过变形和破坏,赋存于一定的地质环境中,且具有一定成分和独特结构的地质体。岩体内存在着不同成因、不同特性的结构面,这些结构面把岩体切割成形态不一、大小不等、成分各异的岩块,使岩体具有不连续性和不均匀性的特征,对岩体的力学性质和稳定性起着关键的控制作用。随机结构面三维网络模拟的研究对象是结构面的空间几何特征,首先简化结构面的几何形态为圆盘,根据野外现场测量得到的结构面产状、间距、迹长等数据,利用统计学和概率论以及空间解析几何等方法,获得结构面几何参量的特征值及概率分布形式,利用蒙特卡洛模拟方法,构筑结构面在三维空间的组合形态,形成结构面三维网络模型。本文在前人的研究基础之上,详细归纳了岩体结构面三维网络模拟的基本原理,总结了结构面几何特征参量(产状、间距、迹长等)的概率分布形式,根据迹长和直径的关系推求结构面大小及其概率分布函数;按照结构面横观各向同性的特点,提出层密度的概念,推导层密度的计算公式,并利用分层模拟的方法确定结构面中心的位置。以概率统计、随机理论和蒙特卡洛模拟为基础,在Visual C++ 6.0平台上研制了随机结构面三维网络模拟系统(TDNSP)。该系统分四个模块:随机数的生成、函数拟合及检验、网络模型的生成及可视化与模型检验,实现了基于横观各向同性假设的岩体随机结构面的三维网络模拟,并开发了虚拟层、虚拟剖面、虚拟迹线检验三种检验方法对模型的可靠性进行检验。为验证所介绍方法的可靠性,本文以陈家庄公路边坡工程为例,通过现场测量以及室内的数据处理,利用随机结构面三维网络模拟系统,建立了结构面三维网络模型,并从三个方面进行了检验。