在深部资源开采工程和地下空间拓展工程中,岩柱的稳定性问题一直是实际工程开展所面临的一项难题。由于深部岩体处于“三高一扰动”的特殊地质力学环境,天然或人造岩体发生失稳的现象时常发生,且基本与深度呈正相关关系,对资源的安全开采和人类的安全活动构成了严重的威胁。因此,开展深部岩体在单轴压缩下的破裂失稳规律,不仅对岩体力学理论的发展具有重要的现实意义,还对资源开发的可行性及可持续发展都具有重要的战略意义。本文以不同类型的岩石作为研究对象,结合理论分析和室内试验相结合的方式对立方体试件和圆柱体试件进行单轴压缩试验和声发射试验。根据试验统计结果对试件破坏整个过程的宏观破裂形态、微观声发射能率和撞击数率间的幂律特征及尖点突变模型、各试件岩爆发生的倾向性等级进行探讨,通过研究岩体破坏过程的自组织临界规律,从非线性科学理论的角度来分析其破裂机理,为实际工程提供一定指导性建议。论文的主要工作和结论陈列如下:(1)通过分别对立方体和圆柱体砂浆试件、混凝土试件、红砂岩试件和花岗岩试件进行单轴压缩试验,研究结果表明:试件宏观累进性破裂过程是一个以弱结构面为动态吸引子,由低能值的无序稳定态走向高能值的有序非稳定态且带有“方向性”的自组织过程。(2)利用声发射仪对不同体型试件声发射能率和撞击数率进行采集,基于古登堡-里希特定律中震级与频数的幂律特性来类比研究岩石破裂过程的幂律行为,同时基于岩石尖点突变理论建立了各试件的失稳突变模型,以此来定量预测岩石的失稳时刻。研究结果表明:不管立方体试件,还是圆柱体试件,其从受压开始有声发射活动到临近破坏的整个过程的声发射能率和撞击数率间较好地服从幂律分布,从能量角度诠释了岩石破裂的自组织临界行为。其次,根据最小二乘拟合求得的各突变模型的突变流形判据可知,立方体砂浆试件、立方体红砂岩和立方体花岗岩分别在第321s、第743s和第831s时发生失稳,而圆柱体混凝土、圆柱体红砂岩和圆柱体花岗岩分别在第256s、第264s和第420s时发生失稳,且均与试验过程中记录的失稳时刻相吻合。(3)根据声发射试验同步采集下的全程应力应变曲线,基于岩爆冲击能指数判别准则,建立岩石岩爆倾向性分析判据。研究结果表明:立方体砂浆、红砂岩和花岗岩试件的岩爆冲击能指数均值分别为5.76、24.87和25.25,而圆柱体混凝土、红砂岩和花岗岩的岩爆冲击能指数均值分别为16.97、21.33和23.90,二者岩爆发生的倾向性均与试验中呈现的碎屑、片帮的弹射现象相一致,揭示了深部岩体中,强度越高,发生岩爆的倾向性就越大的基本规律。