随着经济的高速发展,地下工程向地球深部进军是我国亟待解决的科技战略问题。在工程现场中,如若对具体情况的围岩力学特性缺乏准确认知,或亦在施工前、施工期间缺少对围岩内部裂隙空间状态的定量探测,及施工前后围岩内部裂隙变化特征等问题作出合理揭示,并提出针对性措施则极易诱发岩爆、片帮和坍塌等动力学灾害。因此,从不同测试尺度出发,考虑初始损伤对特定试样的力学特性及内部裂隙发展时（间）—空（间）演化特征并定量化表达,可为上述工程问题提供一定的指导意义。基于此,本文以四川省某隧道工程围岩的砂岩试样,开展了试样内部裂隙空间定位、力学特性测试、表面裂纹萌生—发展—贯通图像捕捉、试样整体裂隙时空演化特征分析等一系列试验研究。主要研究内容和成果如下:（1）开展了不同饱和度下砂岩试样声发射信号源定位研究。针对砂岩试样内部存在初始损伤缺陷问题,对声发射信号的传递造成衰减,提升了定位难度。以密度为1g/cm~3的常温水为耦合剂,分别测试了Sr=0%、Sr=50%、Sr=75%时声发射信号在砂岩中的传播速度,探究了砂岩试样在不同饱和度下声发射信号传播速度的变化规律。通过拟合得到波速与饱和度关系函数,并结合时差法推导出修正时差模型。利用该模型对试样上信号源进行定位,其定位结果与Sr=100%时砂岩实测波速定位结果相对比,两者差距较小,取得了较好的定位效果。（2）开展了砂岩试样的常规单轴试验、常规三轴压缩试验分析了宏观尺度下的砂岩试样表面裂纹发展趋势及内部损伤特征。试样的峰值应力与围压之间基本符合线性关系。在围压为5MPa～40MPa时,主裂纹倾角呈现先变大后减小的趋势;当围压小于20MPa时砂岩试样表面裂纹为Y型;随着围压的增加,裂纹间的夹角变缓,最终呈类似平行的状态;当围压继续上升时,裂纹之间呈现相交发展趋势。（3）开展了单轴—声发射试验分析了砂岩损伤演化与声发射参数之间的关系,并开展了砂岩试样裂隙孕育发展时空演化分布特征研究,将试样由上至下均分为4个区域,利用声发射传感器分层测试砂岩试样受压前后平均波速,根据平均波速的变化规律,分析了试样受压致损后内部新生裂隙的空间展布情况,试验预测结果与CT扫描结果相吻合。验证了利用分层探测方法对各层声发射数据定量分析实现试样受损后内部裂隙分布情况探测的可行性。（4）开展了砂岩试样基于初始损伤的损伤变量参数量化研究,鉴于岩石变形破坏与其强度的改变密切相关,从统计学的角度引入能够较好描述岩石非均质性的Weibull分布函数,在微元体强度服从Mohr-Coulomb强度准则的基础下,根据试验结果推导了砂岩试样的损伤本构模型,并对其进行了验证。结果表明该模型能够较好的反应砂岩在不同围压下的变形过程。