岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的，且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异，如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基于小波变换理论，提出了用于小波基优选的能-熵比准则，结合基于能量保持百分比及信号标准差定义的临界分解水平准则，形成了节理面形貌分解理论。然后，以节理面形貌分解理论为基础，以10条标准节理面粗糙度(JRC)曲线为对象，实现了标准曲线中一阶、二阶起伏体的准确分离。对一阶、二阶起伏体的统计参数(一阶导数均方根Z2、节理面粗糙度指数Rp-1)进行了计算，分析了一阶、二阶起伏体统计参数之间的差异，揭示了标准曲线的统计参数随粗糙度增加而出现局部凸起现象的原因，建立了节理面粗糙度的分级表征公式。最后，开展节理面剪切试验对粗糙度分级表征公式的可靠性进行验证。研究结果表明：1）基于小波基优选准则确立的最优小波基coif5可实现节理面表面形貌的小波变换处理；2）基于临界分解水平判别准则确立的第4分解水平适用于一阶、二阶起伏体的识别；3）节理面中一阶、二阶起伏体的统计参数存在差异，二阶起伏体的统计参数普遍大于一阶起伏体的统计参数，揭示了标准曲线的统计参数随粗糙程度的增加而出现局部凸起的主要原因是未考虑一阶、二阶起伏体的形貌贡献差异；4）基于粗糙度分级表征公式得出的节理面粗糙度系数与节理试样剪切试验结果的反算值吻合，且准确度比未分级的表征公式要好，表明粗糙度分级表征公式是合理的。研究为节理面形貌的分解提供了一种新途径；建立的分级表征公式充分考虑了一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献，为节理面粗糙度的准确表征提供了一种新思路。