岩爆研究一直是岩石力学学科研究的热点和难点。本文在分析“扰动”岩爆发展过程及机理的基础上,利用改进的气液复合式岩爆模型试验装置,进行不同应力梯度下的动静组合加载方式的岩爆模型试验,对试件宏观破坏、内部的变形、声发射特征参数及岩爆烈度进行分析,系统研究岩爆破坏机理。(1)结合“扰动”岩爆发展过程,分析、总结岩爆“扰动”理论,即岩爆的发生要经过早期的静载孕育、动力扰动触发岩爆、周围岩体对“岩爆体”进行能量补充以及动力补充使岩体发生撕裂、猛烈抛掷等现象而产生岩爆现象。(2)通过室内试验对石膏模型试件进行了不同合模材料的试验研究,结合合模试件宏观破坏形态、应力应变、声发射参数与时间的关系等,选取快干水泥作为脆性石膏试件的合模材料,克服常规合模材料胶结性强,人为增强了中间粘结部位的强度和韧性,导致试件破坏失真的缺点。根据小试件在不同荷载下的应力应变关系及声发射特征参数的变化规律,模型试验时可先施加顶部荷载至单轴抗压强度的40%,再施加围压,可促进顶部荷载向底部传递,一定程度上减小试件侧向边界摩擦的影响。(3)利用气液复合型岩爆模型装置,进行了不同梯度荷载下动静组合加载的岩爆模型试验,结果表明:试件破坏时顶部竖向最大破坏荷载值(相当于隧道临空面切向应力)处于/=0.5-0.7,梯度荷载下动静组合加载是使试件破坏强度降低的主要原因,其试验方法更为符合工程岩体的实际受荷。(4)岩爆的发生及烈度与三因素有关:一是能量的集聚程度,竖向破坏荷载梯度差值越大,局部应力集中程度越高,岩爆现象越易发生,岩爆烈度越高;二是破坏时能量的释放速率,局部应力集中程度越高,能量释放速率越快,转化为动能的能量越多,岩爆现象越易发生,岩爆烈度越高;三是外推水平应力。“外推水平力“可及时补充岩爆体的能量和动能,加快破坏时能量的释放速率,大幅提高岩爆烈度。(5)试件荷载梯度差值不一导致局部应力集中程度不同,决定单通道能量值的大小,影响试件前期能量的耗散、能量的集聚及岩爆时刻能量的释放速率,反映岩爆烈度,因此采取均布加载的小尺寸试件实现岩爆现象,有一定局限性。