岩石经过长时间的地质变迁而结构复杂、破坏形式多样,目前岩石破坏机制尚不明确,准确预测岩石破裂的发生能够为安全生产提供保障。为了深入研究岩石在拉-剪条件下的破坏特征和前兆规律,本文采用物理试验与数值模拟相结合的研究方法,开展含单裂纹辉绿岩试样的三点弯曲试验,通过改变预制裂纹的位置研究切口附近的应力状态的变化。在物理试验中,同时利用声发射仪和红外热像仪监测辉绿岩拉剪断裂条件下的破坏规律与前兆特征。通过声发射仪获得岩石破裂前兆信息与损伤情况,利用红外热像仪监测试样辐射温度和热像频域特征,应用数值模拟获取试样表面应力场分布,以弥补前两种监测手段的不足。主要取得以下成果:(1)三点弯曲条件下,辉绿岩发生显著脆性断裂破坏,预制裂纹位置不同,试样破坏形态与断裂能耗有所差异。偏移影响系数与偏移比呈一阶指数衰减拟合关系。随着预制裂纹距离左端支撑距离d的增加,抗弯能力减小,同一状况的断裂能耗离散性越小。(2)声发射拉伸信号占主导,张拉裂纹贯穿导致辉绿岩最终破坏。临破裂前,声发射活动剧烈,事件率、振铃计数、能量、幅值均出现突增,r值突降。(3)声发射频谱分低频、中频和高频三个区域。主频仅在中频区有一条宽主频带,次主频在三个频域各有一个条带,中频条带最明显。岩石破坏前主频和次主频高频区域信号密集,次主频有从中频向低频和高频迁移的趋势。根据声发射RA&AF分布情况和主频、次主频高低频占比可以判断岩石破坏过程中的拉伸、剪切断裂情况。(4)岩石试样的损伤演化分三个阶段:微损伤阶段I、损伤显现阶段II和损伤失稳前兆阶段III。由声发射参数表征的损伤前兆出现时间先后顺序为:事件率<振铃计数<能量计数。(5)在试样最终破坏前,红外辐射最高温度和平均温度都出现平静期。红外辐射平均温度与应力、应变均为正相关,与累计机械功曲线近似呈三次多项式关系。二维频谱图的中央竖向高频条带逐渐变宽向横向扩展,试样破坏后呈“?”形态。(6)数值模拟的预制裂纹起裂、扩展以及断口形态与物理试验吻合良好。随着d减小,弯曲应力增加,硬脆性增强。声发射连续出现的起始点可以作为弯曲脆性破坏的前兆特征。数值模拟前兆优先级最高、声发射次之、红外辐射最低。预制切口存在某一临界位置,该位置决定裂纹的拉剪应力状态和断裂路径。