岩爆是深部巷（隧）道在开挖过程中常见的一种地质灾害现象。岩爆的发生极大的阻碍了工程建设的顺利进行。开展相关的研究有助于研究岩爆的形成机理并制定合理的措施。岩爆可分为应变型岩爆和冲击型岩爆。冲击型岩爆是指在巷（隧）道开挖之后,由于受到工程扰动而引起的岩爆现象。本文采用自主研发的冲击型岩爆设备,开展了含不同长短轴比的椭圆形洞室的的冲击型岩爆实验研究。本文的研究内容和相关结论有:在考虑实验设备的性能及洞室结构的影响下,确定椭圆形断面的长轴为50mm,并依次减小短轴的长度来控制不同的长短轴比,实验中所采用的长短轴比分别为1、1.25、1.67以及2.5四种尺寸。通过测试,获得了本次所采用砂岩试样的基本力学参数,并依据相关参数判断出该砂岩为中等岩爆倾向性。根据动态加载的要求,选取了本次扰动荷载的加载应变率为4.5×10-3s-1。随后确定了实验加载的应力路径,并开展了扰动方向与椭圆短轴平行和垂直的两种扰动方式下的冲击岩爆实验。根据冲击岩爆实验结果,获得了应力随时间及应力随应变的变化曲线,并获取了初始破坏应力值、岩爆破坏应力值、岩爆破坏应变值以及扰动至岩爆破坏的时间。列举了不同长短轴比椭圆形洞室冲击岩爆实验的典型破坏现象,不同长短轴比的试样都经历了平静期、小颗粒弹射期、片状板裂剥离期和岩爆四个过程。分析了实验中的应力特征、速度场特征、爆坑特征、碎屑特征以及声发射特征。其中应力特征包括初始破坏应力值和岩爆破坏应力值,爆坑特征包括爆坑的深度、角度和面积,碎屑特征包括碎屑的尺度特征、微观裂纹特征,声发射特征主要包括计数、能量、主频分布和b值变化。对统计的的应力特征、速度场特征、爆坑特征、碎屑特征和声发射特征值进行对比分析,可以得出:①长短轴比对冲击岩爆有重要影响,随着长短轴比的增加,一些特征值呈现增加趋势,主要包括扰动方向与椭圆短轴平行（SHD）试样的应力特征值、扰动方向与椭圆短轴垂直（SVD）试样初始破坏应力、SVD试样岩爆时刻应力、SVD试样爆坑特征、两种扰动方式试样的速度场特征、SHD试样碎屑特征、两种扰动方式在阶段Ⅲ的声发射累计计数和累计能量、两种扰动方式试样的声发射低频、高频信号占比以及b值特征。还有一些特征值呈现递减趋势,主要有SHD试样的爆坑尺寸、SVD试样的碎屑长宽和长厚比、阶段Ⅰ的声发射累计计数和累计能量以及声发射中频信号占比。②扰动方向对冲击岩爆有重要影响。对比不同的扰动方向的实验,初始破坏应力、岩爆应力、最大平均速度、声发射中除超高频外其他参数都表现出相同的趋势,而爆坑参数、碎屑长厚比和长宽比表现出不同的发展趋势。③从室内实验现象、岩爆的应力特征以及岩爆的时间效应上讨论了椭圆形巷道断面的优点。在相同的应力条件下,椭圆形巷道能够减弱岩爆现象。椭圆形巷道断面能明显的提升巷道承受荷载的能力,并能延缓岩爆的发生。当椭圆巷道的长轴与扰动方向平行时,是巷道断面最优选择。采用FEDM数值分析方法对含不同长短轴比的椭圆形洞室试样进行了数值模拟。模拟的主要结果有:①数值模拟结果再现了平静期、板裂期和岩爆三个阶段。②试样的破坏模式主要包括V字形爆坑、斜向剪切裂缝、水平张拉裂缝以及垂直张拉裂缝四种形态。③随着长短轴比的增加,弹射速度和垂直应力呈现递增趋势。数值模拟中碎屑弹射速度相较于实际弹射速度要大,垂直向最大应力与室内实验吻合度较高。④获取所有试样在0.8倍峰值强度时刻的垂直向应力云图,洞室左右两侧存在压应力,洞室上下存在着拉应力。压应力数值要远大于拉应力。提取所有试样的压应力云图面积,随着长短轴比的增加,扰动方向与椭圆短轴平行（SHDM）的模拟试样的压应力云图面积递减,扰动方向与椭圆短轴垂直（SVDM）的模拟试样的压应力云图面积递增。⑤获取实验过程中裂纹变化的二值图,并采用覆盖法求得分形维数值。分形维数变化过程可以分为突变和缓变两个阶段。随着长短轴比的增大,分形维数值有递减趋势。证明长短轴比越大的试样,越难产生破坏,其中扰动方向与椭圆短轴垂直的试样最难破坏。