赋存于自然界中的岩体是非均质、非连续材料,经历过各种构造运动和风化作用的改造,岩体内部存在着各种缺陷(裂隙、节理、孔穴、断层等),对岩体的完整性造成了极大的破坏,使岩体在受荷载作用时强度降低、变形增大,严重影响岩体的稳定性。因此,岩体在受荷状态下的力学特性及破裂演化特征越来越受到学者的关注。岩体受荷变形破坏的本质是岩石内部微裂纹孕育、扩展、贯通的演化过程,而声发射是此过程中的伴生现象。同时,岩石破坏过程中产生的声发射信号包含着岩石内部裂纹结构变化的大量信息,可以对岩石破坏过程中产生的声发射信号与岩石各力学参数的关系进行研究,从而进一步加深人们对岩石材料破坏过程及本质的理解和认识。本文通过在圆柱体粉砂岩试样表面预制不同角度的张开型贯通裂缝,利用声发射监测手段,从岩石单轴压缩试验受载破坏的全程及关键特征点着手,开展含预制裂缝岩石破坏过程中其内部裂纹结构发展变化全程对应声发射信号的精细化研究,得出不同角度预制裂缝试样在破坏过程中的声发射规律,结论如下:(1)通过单轴压缩试验,分析了预制裂缝倾角?对粉砂岩试样峰值强度、变形及破坏模式的影响规律。通过分析可知,试样峰值强度与预制裂缝倾角?呈线性负相关关系,而轴向变形随预制裂缝倾角?增大,总体呈下降趋势。在破坏模式上,完整粉砂岩试样的破坏模式为X状共轭面剪切破坏(“X”型破坏),含预制裂缝试样的破坏模式随倾角?的改变而有所不同:当试样预制裂缝倾角?=0°时,试样破坏模式为单斜面剪切破坏;当预制裂缝倾角?=30°、45°、60°时,试样破坏模式为拉剪复合型破坏;当试样预制裂缝倾角?=90°时,试样破坏模式为劈裂破坏。(2)通过对岩石单轴压缩试验过程中采集到的声发射信号进行分析,得到了以下规律:(1)通过分析振铃计数可将完整试样破坏过程分为裂纹压密阶段、弹性阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹贯通破坏阶段四个阶段,含预制裂缝的试样随预制裂缝倾角?的不同其声发射信号具有差异性,且变化具有明显特征;(2)通过分析能量计数,可将完整试件破坏过程分为能量输入阶段、能量稳定释放阶段、能量急速释放阶段三个阶段,预制裂缝试件随着预制裂缝倾角?增加,其能量释放过程中瞬时过载能量释放现象越来越明显;(3)声发射振铃计数能够更好的反映出试件破坏过程中单个裂纹扩展的发生,而能量计数在检测中在宏观方面能更好的反应岩石的破坏过程。(3)运用极大似然估计法计算了声发射b值并进行分析,得到以下结论:完整粉砂岩试样的声发射b值具有明显的阶段性特征,在每个阶段其b值上下浮动很小;预制裂缝试件其b值也具有阶段性特征,但随着预制裂缝倾角?的增加,其变化的阶段性特征越来越不明显。所有试样在声发射相对平静期b值都存在十分明显的波动,此现象可以作为岩石破坏前的明显征兆。(4)利用声发射软件得到声发射事件的三维定位图像,与岩石破坏的各个阶段进行对比分析。声发射事件三维定位图在粉砂岩试件破坏过程中每个阶段都表现出十分显著的阶段性特征,随着预制裂缝倾角?的增大,试件在破坏过程中裂纹的发展及破碎带的孕育呈现不同规律,其破碎带分布与试件最终破坏模式相对应,三维定位可以在空间上让我们更加直观的了解试件内部裂纹的发育过程。(5)依据Weibull函数和声发射参数的损伤曲线,建立了基于声发射参数的统计损伤模型。得出了完整试件和预制裂缝试件在破坏过程中分为两个阶段:损伤稳定发展阶段和损伤急剧增长阶段。两个阶段之间从损伤-应变曲线可以看出存在明显的拐点。拐点之后,损伤急剧增长,试样迅速破坏,因此试样损伤拐点的判断对预制裂缝脆性岩石的失稳判断至关重要。