受载岩石内的破裂程度随荷载的增大而增加，同时伴有速度结构的变化。本文采用声发射（AE）监测单轴荷载作用下的砂岩，依据AE信号特征，将加载过程划分为三个阶段，并分析不同阶段内受载砂岩的破裂规律。最后，基于延时双差层析成像技术，反演各阶段间和阶段内的速度结构。结果表明：在受载砂岩的三个阶段中，速度结构依次经历先小幅增加后逐渐减小，最后迅速降低。比较各阶段内分段间的速度结构变化，第Ⅰ阶段内分段间增加的区域最多，且增幅最大；而第Ⅲ阶段内的两分段间的变化规律则与之相反。此外，考虑岩石的非均质性，在裂缝的作用下，部分区域的岩块脱离受载砂岩形成“单体”，且随着荷载的继续增加，仍会出现速度结构增加的现象。基于延时双差层析成像技术反演的速度结构，不仅再现了受载过程中砂岩的速度结构演化，同时也可表征任一截面受载岩石的破裂程度和影响范围。本文的研究成果，可为受载岩体的稳定性评估和危险性预警提供一定的参考。