深部地下工程关系到我国现代化建设和可持续性发展,硬岩破碎是深部地下工程施工的咽喉环节。脉冲水射流对硬岩表现出较高的破碎效力且具有无尘、无污染等独特的优势,有望成为深部地下工程硬岩破碎的一种新手段。在现有脉冲水射流的类型中,挤压式、激励式和截断式脉冲水射流分别存在不能持续发射、频率不可控和射流能量损失大等弊端,导致它们难以在硬岩破碎工程领域中推广应用。探索出一种适用于硬岩破碎的高效低廉、安全可靠的脉冲水射流发生方法成为目前亟需解决的工程难题。因此,本文采用理论推导、数值模拟和室内试验的方法,开展了增压式脉冲水射流发生方法、射流脉动机理、射流发生系统动力学特性及射流破岩性能等方面的研究。取得的主要创新性成果如下:（1）发明了一种低压流体驱动活塞间歇式挤压腔内水体的增压式脉冲水射流发生方法。该方法以低压泵作为唯一动力源,通过换向阀芯改变流体的流向使活塞往复运动,并依靠活塞冲程阶段前后腔有效作用面积差,所形成的射流具有“增压”和“脉冲”的双重特性。研发出射流压力采集、形态捕捉及破岩测试一体化实验系统及射流发生装置等关键设备。阐明了增压式脉冲水射流的特点和优势:脉冲压力不受泵压限制,射流能量能够完全作用于靶体,在不影响脉冲压力的条件下可实现脉冲频率的无级调控。（2）揭示了增压式脉冲水射流多级脉动机理。基于流体压缩定律、质量守恒定律和伯努利定律,推导出射流增压状态模型,结合流体动力学理论,探讨了射流脉动演化机制:溢流阀的调制作用引起进油流量和进油压力的波动,导致射流压力在增压初始阶段产生高低起伏变化并出现两个较为明显的波峰,形成射流的主级脉动;同时,活塞快速挤压产生的冲击波持续向喷嘴出口传递,冲击波面扰动射流主体,在流体的粘性剪切作用下,射流主体周围产生多个剪切涡旋,在射流主级脉动的基础上形成次级脉动。（3）建立了增压式脉冲水射流发生装置优化设计准则。通过射流发生系统动力学仿真模型,获得了射流发生装置关键结构参数对射流特征参数的影响规律,明确了射流发生装置优化目标和优化方法:增压比和喷嘴直径的确定分别是以保证脉冲压力峰值达到破岩门限压力和单脉冲输出功率最大为原则,活塞行程和活塞直径dp2的确定使射流同时具有较大的压力脉动时间占比和及较高的脉冲频率峰值,同时,应尽可能缩小增压腔长度与活塞行程及活塞直径dp3与dp2的差值。以此为基础,合理地匹配了射流发生装置关键结构参数。（4）评价了增压式脉冲水射流的破岩性能。通过室内试验对比分析了增压式脉冲水射流、连续水射流和截断式脉冲水射流的破岩效果。结果表明:当射流输出压力达到破岩门限压力时,三种射流均能使脆硬性岩石产生大块体积剥落,但是与同等水力参数下的连续水射流和截断式脉冲水射流相比,增压式脉冲水射流的破岩比能耗分别降低了60.2%和54%。破岩结果进一步量化突出了增压式脉冲水射流发生方法的优异性和可靠性。本文研究成果丰富了脉冲水射流的发生方法,对提高脉冲水射流破碎硬岩效率具有指导意义,为推动脉冲水射流在深部地下工程中的应用奠定了基础。