地震岩体震裂损伤具有高隐蔽性,难以察觉,在长期重力持续和降雨诱发作用下,极易造成突发性崩滑地质灾害。2008年汶川地震以来,强震区震裂山体失稳事件已达到数十起,造成了重大人员伤亡和财产损失。地震岩体震裂损伤是地震地质灾害研究的重要课题。本文以地震造成的岩体震裂损伤机理为主要研究内容,从宏—细—微观尺度揭示岩体的震裂损伤特征,研究岩体震裂损伤机理及成灾效应。基于岩石动态荷载试验,较为系统地研究了细观尺度上的岩石非线性变形特征,以及岩石动态损伤与能量耗散关系,建立其动态损伤模型;以地震波传播理论为基础,结合数值模拟方法,研究应力波在裂隙岩体中的传播特征及岩体动力响应规律;对地震滑坡典型特征进行分析,揭示地震滑坡的后壁拉裂和滑面剪切效应,并利用拟动力分析方法,建立裂隙岩体震裂力学模型,揭示复杂结构岩体的震裂失稳机理;以“6.24”新磨村滑坡为例,分析多次强震对斜坡岩体的累积损伤作用,研究震裂山体成灾机理。主要研究成果及结论如下:(1)从宏观、细观和微观三个尺度揭示岩体在动态荷载作用下的开裂及损伤特征,宏观上主要表现为地震岩体拉裂现象;细观尺度上的岩体损伤主要表现为沿原岩裂隙或脉体扩展;微观尺度上表现为沿晶体断裂和晶体位错现象;指出岩石损伤及开裂是从微观到宏观逐渐发展的过程,微观损伤逐步累积产生宏观的变形,最终导致岩体破坏。(2)从细观尺度研究了岩石在动态荷载作用下的非线性变形特征,试验结果表明,岩石的动弹性模量和残余应变均与循环荷载的上限应力近似呈对数关系,而循环周次对其影响较小;试验还揭示了岩石在低周疲劳荷载情况下的极限变形规律,确定了岩石低周疲劳破坏的应力上限在单向压缩峰值强度的70%~80%之间;岩石变形破坏的声发射特征还显示出岩石破坏的前兆信息,一方面表现为岩石破坏前的声发射相对平静现象,另一方面还表现在声发射的能量加速释放现象。(3)结合循环荷载试验,研究了岩石动态变形破坏过程中的能量演化规律,揭示了弹性能与耗散能演化关系,得出同种岩石破坏时的耗散能近于相等的结论;基于能量耗散原理,考虑岩石的初始损伤,引入等效模量的概念,建立了岩石在单向压缩和低周疲劳情况下的损伤模型,并对模型进行了应用,初步验证了其有效性和准确定。(4)基于波动理论,研究了不同波型在岩体分层界面和裂隙界面的传播特征以及岩体界面的动力响应特征,建立了基于能量耗散的裂隙界面滑移判定准则以及岩体断裂的动态应力强度因子准则;采用数值模拟方法,进一步直观展示了应力波在裂隙岩体中的传播规律,揭示出软层岩体的应力集中现象以及吸能效应。(5)基于拟动力分析原理,建立了受单一层面和裂隙控制的岩体震裂深度计算模型,以及岩体层面地震剪切滑坡判定准则;分析了复杂结构岩体的几何特征,建立了典型楔形体滑坡震裂失稳的拟动力评价模型。(6)以“6.24”新磨村滑坡为研究对象,开展了滑坡的基本特征调查,揭示了斜坡岩体所受的多次地震累积损伤作用,利用震裂深度模型计算了多次强震作用下斜坡的震裂深度,分析了地震震裂的孕灾机理。