岩爆是大型地下工程建设中经常遇到的地质灾害,由于其生成机理复杂,至今在理论界和工程界尚未形成比较成熟的认识,岩爆理论目前的学术进展与具体工程实践指导还相距较远,用于满足工程需要的岩爆预测研究与预防方案,尚停留在对岩爆灾情发生的经验判断水平。因此,有必要进一步对在实际工程中岩爆的发生机理、预测预报模型开展试验与理论研究、对岩爆防治对策进行实际探讨,从而提出可靠的预测方法和防治对策。这些对防止岩爆的发生、保证生产安全具有一定的理论意义和较大的实用价值。本文通过室内试验研究高地应力卸荷条件下岩石破坏机理,从能量的角度提出岩爆的判别准则,研究岩石弹脆性本构模型并通过三维数值计算,提出岩爆可能发生的区域与等级,并提出相应的工程防治措施。首先,通过室内开展大量的不同控制条件下花岗岩卸围压试验,研究岩石在不同应力路径下的能量释放规律和破坏特征,从能量的角度研究岩爆发生的机理,并提出相应的判别指标;然后在大量试验研究和理论分析的基础上,运用损伤力学理论建立岩石弹脆性损伤力学模型,推导出岩石在一维、三维应力状态下的损伤演化方程,根据岩爆能量指数进一步考察损伤岩体的破坏准则以及与工程岩爆问题中这种岩石破坏的剧烈程度;然后根据所推导的弹脆性损伤模型和相应的判别指标进行三维数值计算,应用新提出的能量判据预测岩爆的等级和范围,并通过BP神经网络综合多种影响因素对依托工程在不同开挖方式、不同施工速率下进行综合预测,提出岩爆可能发生的区域与等级;最后研究了岩爆的防治措施,并对依托工程提出了合理的开挖方法和具体的岩爆防治措施。