尾波传播路径比直达波长,对介质微小变化更敏感,受到广泛关注。岩石样品在加载过程中,波速、介质或震源改变,均可能引起尾波变化,不同变形阶段,超声尾波的物理机制会发生改变。同时样品微裂隙闭合或者出现损伤时,会伴随声发射现象。将超声尾波和声发射相结合,有利于刻画出样品在不同变形阶段的尾波变化特征和损伤程度。本文采用50mm×50mm×150mm花岗闪长岩、大理岩以及砂岩三种不同岩石样品,开展超声尾波和声发射同步观测研究,对整个变形过程中,不同变形阶段的尾波特征进行实验研究,并结合实验过程中岩石微破裂产生的声发射的频度变化特征,进一步判定岩石在失稳前的波速异常及样品损伤情况。取得的主要结果如下:(1)不同变形阶段,尾波变化的物理机制不同。首先,低应力阶段,尾波变化基本以散射体为主,波速变化幅度大,且无明显规律性特征。其次,中等应力阶段,尤其线弹性变形阶段,以波速变化为主,波速随应力增加而增加。最后,高应力阶段,散射体变化和波速变化共存。此阶段,岩石在破裂前局部会发生损伤,散射体作用出现增强。(2)尾波变化与声发射演化过程存在较好的对应关系,声发射频次增加时尾波变化随之改变。尤其,声发射频度增加的早期阶段,尾波便出现变化,这预示可通过尾波的分析来获得岩石的早期损伤信息。(3)简单加载和循环加载实验结果均显示:随着载荷的增加,波速增加的幅度总体上呈逐渐减小的趋势,这与通过直达波获得的认识基本一致。(4)循环加载条件下,利用Kaiser效应排除了声发射的干扰,研究了样品在未破裂时波速变化与应力加卸载的一致性,为完整加载条件下尾波变化物理机制的正确解释提供了有力支撑。总之,岩石变形过程中产生的微破裂,会改变尾波变化的物理机制,散射体效应将显著增强。同时,声发射波形将对超声尾波造成干扰。这意味着在仅利用尾波资料分析岩石损伤时,需要引起关注。超声尾波变化和声发射,均可反映出岩石内部的损伤情况,且不同的变形阶段尾波的变化机制不一样,二者的联合观测可以起到相互验证的作用,有利于提高观测结果的可靠性。