实现真实岩石结构建立的数值模型,对研究岩石的细观破裂进程和宏观力学行为有着重要的意义。在以往对滚刀破岩的数值研究中,对岩石建模的关键步骤往往采用较为抽象的方式,例如使用数理统计的随机矿物分布模型。基于此类模型的岩石破坏过程数值模拟与实际实验对比存在较大偏差。建立依照岩石试样真实结构的数字化模型,并以此对滚刀破岩进行数值计算,对发现破岩规律和标定数值实验参数具有一定的指导性。本文利用岩石表面纹理信息改造Voronoi网格生成策略,以最少网格数建立了表现岩石细观矿物颗粒的数值模型,并使用NDDA-ABAQUS联合算法对该模型进行了滚刀破岩的数值模拟研究。从获取的岩石图像进行一系列预处理出发,包括:图像灰度化、通道转换、阈值分割、图像降噪、图像腐蚀和Canny边缘检测等对图像进行增强,提取出图像的边界作为Voronoi网格生成依据。进而实施Voronoi自适应网格生成技术,得到兼顾图像边界贴合度和网格形状规则度的高质量数学网格。在NDDA-ABAQUS数值计算框架下,通过对比北京工业大学机械破岩试验平台提供的滚刀破岩实验结果,对建立的数值模型进行参数的校准及验证。对模型得到的破岩宏观进程和裂纹展布形态进行了详细比照,成功证明了该技术体系的鲁棒性和对岩石细观破坏刻画的准确性。随后针对多种实际工况（包括低、中、高和超高四种代表性围压和六种滚刀切深的参数组合）,可视化呈现出不同条件下滚刀破岩的模拟结果,以此归纳进程中的关键因素与破裂效果的关联规律。为了多维度的量化描述岩石的破碎效果,本文引入了由声发射次数、裂纹总长度、裂纹破碎率、I型裂纹占比和比能等响应参数构成的新指标体系,对滚刀作用下岩石的破碎形态和滚刀的破岩效率进行了全面的动态表征。基于以上数值结果,在滚刀贯入速度和深度一定的条件下本研究发现当刀宽和临空面比值较小时,围压对滚刀局部压裂产生的裂隙发育的抑制性影响有限,不再是影响岩石破碎形态的主导因素。在这种工况下,应该降低围压影响在滚刀间距设计中所占的权重。岩石在破坏初期,由于受到来自滚刀的强烈挤压,破坏类型以I型张拉破坏为主;随着裂纹扩展和贯通形成岩石碎块,其破坏类型逐渐转化为以Ⅱ型剪切破坏为主。并且随着切深的增加,滚刀破岩的比能呈现出先减小后缓慢增大的变化规律。这表明在实际工程中,可以通过适当增加滚刀切深来提高破岩全过程的平均效率。