本文针对巷道交叉点发生的单向双面（以下简称双面）岩爆及其层理效应开展了实验研究。提出了满足现场应力转化过程的双面快速卸载岩爆实验方法。采用新型大吨位液压伺服真三轴岩爆实验系统,室内再现了双面岩爆弹射破坏过程。其次,开展了单面及双面卸载岩爆实验,并对比了二者的异同。最后,通过层理倾角分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°的砂岩双面卸载岩爆实验获得了其层理效应。主要内容包括:设计了双面卸载岩爆实验样品尺寸、初始应力水平以及加载路径。实验前,通过砂岩劈裂、三点弯以及直剪实验的结果提取了3方面的特征参量用于岩爆破坏分析,包括AF-RA坐标系下区分裂纹类型的临界直线斜率;产生单位面积剪切与拉张断口消耗的能量;以及区分断口张拉与剪切破坏模式的图像灰度值变异系数临界值。单、双面卸载岩爆的对比实验结果表明:双面与单面卸载岩爆的弹射破坏过程、自由面的平均速度演化过程类似;破坏应力、耗散能量接近;动能占可释放应变能的比例均很低;AE活动性及能量释放特征相似。但双面卸载岩爆的烈度要大于单面卸载岩爆,具体表现为:双面卸载岩爆的最大弹射初速度更大;屈服及岩爆阶段的AE信号频率更低。双面卸载岩爆的典型现象包括:表面裂纹、碎片剥离、颗粒弹射、表面鼓起、块片折断、全面爆裂以及爆裂后表面形成爆坑。自由面的平均速度变化过程,可分成3个阶段,分别为:Ⅰ-颗粒弹射或碎屑剥离;Ⅱ-岩块鼓起或折断;Ⅲ-碎屑弹射。最大主应力方向的应力应变曲线有明显的屈服点,屈服后表现出3种形式:塑性软化、塑性硬化及延性发展。根据断裂力学中的Ⅰ、Ⅱ型裂纹,将破坏后试样中间主应力方向的表面裂纹分成了剪切和张拉裂纹,其中张拉裂纹包括屈曲和劈裂裂纹。对表面裂纹的几何特征进行了总结,包括各类裂纹的长度和剪切与张拉破裂角、屈曲展开角。将宏观应变能分成了5部分,包括屈服点前由塑性变形产生的耗散能、屈服和岩爆点之间产生剪切和张拉裂纹的耗散能、可释放弹性应变能、岩爆时内部剪切和张拉裂纹的贯通发展的耗散能以及残余弹性应变能。将弹射碎屑按剪切和张拉破坏机制分成了2类,并估算了形成弹射碎屑的张拉及剪切耗能。根据双面卸载岩爆时的声响特征、弹射初速度、最大主应力降速率、破坏模式将双面岩爆分为未岩爆、轻微岩爆、中等岩爆以及强烈岩爆4个等级,并给出了相应的分类指标。最后总结了岩爆破裂带的4个分区:剪切破裂带、屈曲破裂带、劈裂剥离带以及表面形成的弹射区,并给出了破裂带分区的演化过程示意图。对不同层理倾角双面岩爆过程的AE活动性、累积释放能量、幅频特性、张剪裂纹的比例变化及剪切、张拉、混合微裂纹的时空演化过程的分析结果表明:双面卸载使AE活动性增强,新增AE信号具有较高的幅值、较低的频率、释放少量能量、且以剪切微裂纹为主;较强的AE活动性集中在屈服和岩爆阶段,且对应能量的剧烈释放,AE信号的幅值最高、频率较低、同样以剪切微裂纹为主。剪切、张拉以及混合微裂纹的空间位置在Face2上的投影与表面宏观裂纹对应关系较好,多数裂纹在屈服前已经成型,在屈服和岩爆阶段只是局部加剧。对剪切微裂纹而言,在进入屈服和岩爆阶段后其剪切微裂纹的占比均有所下降,相反,张拉微裂纹的占比则有所上升。剪切微裂纹的累积损伤要比张拉微裂纹大,在卸荷点、屈服点、峰值应力点均有损伤的突增。对于有较大能量释放的微裂纹所处位置的AE事件密度都较小。双面岩爆的层理效应如下:双面岩爆的峰值应力、岩爆时刻的最大主应力降速率、弹射碎屑的最大初速度、自由面的最大平均速度以及岩爆阶段的耗散能均可用关于层理倾角的2次曲线表示。就岩爆发生的难易程度而言,当层理倾角为60°时最易发生,但其对应的岩爆烈度相应的也最弱。水平层理时最不易发生岩爆,但若发生均为强烈岩爆,层理倾角从0°到60°岩爆发生的难易程度逐渐降低,60°到90°又逐渐升高。双面岩爆后爆坑深度、剪切破裂角、张拉破裂角、屈曲展开角、粗粒碎屑的分维值、弹射碎屑的张拉耗能,整体上均随层理倾角的增大呈先下降后上升再下降的变化过程,可用层理倾角的3次曲线表示。双面岩爆过程中剪切、张拉及混合微裂纹的数量比例约为6:3:1,且受层理影响较小。