随着人们对资源需求量和公共交通设施依赖程度的增加,大量岩土工程正在或将要进行大规模开挖施工,诸如深部矿产资源开采、城市地下空间建设等。裂隙岩体是岩土工程中常见的施工对象,在原始地应力、采动应力等共同作用下,其受力环境往往是复杂多变的,如循环荷载、冲击荷载等。大量工程实践表明,地质灾害的发生常与裂隙岩体的力学特性劣化密切相关。为有效规避此类灾害的发生,进行灾害预警与控制,急需系统开展复杂应力状态下裂隙岩体的破裂失稳机理研究。为此,本文将岩土工程中的复杂应力状态抽象为多梯级循环荷载,对裂隙砂岩分别进行室内实验和数值模拟实验,探究其在多梯级循环荷载下的力学特性、能量耗散规律和微裂纹扩展机理。研究结果表明:（1）无论是在单轴压缩试验还是在多梯级循环加载试验中,峰值强度、变形模量均随预制裂隙角度的增大而增大。与常下限多梯级循环荷载相比,变下限多梯级循环荷载会使裂隙砂岩的变形模量得到更早地强化,且强化效果更加明显。（2）基于声发射信号的特征参数RA-AF值,对裂隙砂岩试样的破坏模式进行了分析。结果表明,随着预制裂纹角度的增大,试样的破裂模式会以张拉裂纹为主逐渐转变为以剪切为主,但在多梯级循环加载试验中,张拉裂纹的发育会受到抑制作用,且在变下限多梯级循环加载试验中表现的更明显。（3）岩石的破坏过程必然伴随着能量的转化,能量耗散更能从本质上反映岩石的破坏过程。基于此,对裂隙砂岩在多梯级循环加载试验中的耗散能演化规律进行了分析,并定义了基于耗散能密度的损伤变量D。结果表明,随着循环加载的进行,损伤变量D在变下限多梯级循环加载试验中以呈现类三次多项式形式增长,在常下限多梯级循环加载试验中以类指数形式增长。（4）基于微裂纹数量演化规律、微裂纹空间分布规律、颗粒间接触力场的变化对裂隙砂岩的破裂失稳过程进行了研究。研究发现,当预制裂纹角度较小（θ≤60°）时,微裂纹的起裂位置位于预制裂隙尖端附近,试样的破裂模式与预制裂纹密切相关。反之,当预制裂纹角度较大（75°≤θ≤90°）时,预制裂隙对试样的微裂纹起裂位置和宏观破坏模式影响较小。（5）基于速度场对裂隙砂岩试样破坏时产生的宏观裂纹进行了机理分析,提出了张拉裂纹和剪切裂纹的判别方法。结果表明,随着预制裂纹角度增大,试样破坏时形成的宏观张拉裂纹越来越少,剪切裂纹越来越多。这与室内岩石力学试验得到的结论基本一致,从微裂纹扩展角度对宏观试验现象进行了解释。