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气动潜孔锤有着施工速度快、钻孔效率高等优点,已经被广泛用于地质、矿业、工程施工等工程领域。气动潜孔锤的冲击碎岩机理是：利用压缩空气对冲锤进行作用,冲锤将冲击力传递给钻头,钻头对岩石进行冲击碎岩。论文通过对岩石性质、动静荷载下岩石的破坏作用、以及气动潜孔锤的冲击碎岩的机理等进行分析；并采用非线性动力有限元分析ANSYS/LS-DYNA软件对球型钻齿冲击碎岩的过程进行数值模拟分析,并对不同钻齿冲击岩石的破碎过程进行数值模拟分析；最后采用锥型压头对泥质灰岩的进行侵入破坏试验,分析压头侵入泥质灰岩过程中的岩石破坏。论文主要开展了以下几方面的研究工作并得出相应的研究结果：(1)通过对岩石在静力和动力作用下的力学性质、岩石强度以及岩石的破坏准则的分析研究,为气动潜孔锤的冲击碎岩分析提供理论依据；(2)对气动潜孔锤的结构及其构造进行理论分析,并对气动潜孔锤冲击碎岩过程中应力波特点、冲锤对应力波的影响等进行分析；(3)采用非线性显性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对球型钻齿的冲击碎岩进行三维数值模拟,分析碎岩过程中的竖直z方向和水平x方向应力变化以及剪应力变化进行分析。(4)采用ANSYS/LS-DYNA软件分别对球型钻齿、锥型钻齿以及弹头型钻齿冲击岩石破碎过程进行二维数值模拟,对岩石在冲击荷载作用下的von-mises应力以及XY应力变化进行分析,并可以看出岩石von-mises应力最大值范围在10～30MPa,xy应力最大值主要集中2～6MPa。对三种钻齿冲击碎岩过程中的裂纹扩展及破坏的数值模拟结果进行比较分析可以看出,岩石在球型钻齿冲击荷载作用下,钻齿与岩石接触位置的两边最先出现竖向裂纹,竖向裂纹向岩石内部扩展但随着中钻齿的不断侵入,竖向裂纹开始向两侧扩展形成横向裂纹,横向裂纹最终向上发展并贯通到岩石表面,形成破碎块。而与此同时岩石深部产生竖向裂纹并向深部扩展。锥型钻齿冲击岩石破坏过程的裂纹扩展中,岩石中也会因裂纹扩张产生破碎块,但岩石的竖向裂纹扩展范围较小,侵入深度较大,且钻齿速度的变化较慢；弹头型钻齿介于两者之间。由此可以看出,气动潜孔锤球型钻齿较适用于坚硬、中硬岩石地层钻进破碎,锥型钻齿适用于软岩地层的钻进破碎,弹头型钻齿介于两者之间。(5)对锥型压头对泥质石灰岩进行侵入破坏试验,分析压头的侵入深度与加载荷载直接的关系,锥形压头侵入石灰岩过程中侵入深度随着荷载的增加而增加,岩石最终破碎并形成破碎块、破碎坑以及破碎核。