重大岩体灾害风险蕴藏在整个地下空间开发利用的过程中,岩体结构失稳的准确预警可为现场采取措施避免灾害发生提供依据。自动化程度高、人为干扰少的大范围、区域性监测预警技术是地下工程灾害监测预警的发展方向。电磁辐射技术作为一种实时、非接触、前兆性强的地球物理监测方法,在岩体结构稳定性及应力状态评估、动力灾害监测预警等方面发挥了重要作用。但当前电磁辐射技术只能用于灾害的时序预警,不能实现孕灾区域的定位,制约了该技术的发展应用。针对这一问题,本文紧紧围绕岩体破裂近场低频电磁定位方法,采用实验测试、理论分析和数值模拟等方法,研究岩石受载破坏低频电磁辐射规律及近场电磁矢量特性,构建岩体破裂电磁场源模型,建立基于电磁矢量特性的岩体破裂近场定位方法,并通过数值分析和实验室实验进行验证。本文得到的主要成果如下:（1）得到了岩石破坏诱发的低频电磁辐射规律。在岩石劈裂、剪切、单轴压缩等不同加载方式下,岩石主破裂时产生的电磁信号主频均在1～10 kHz频段内。随着裂纹长度增大,电磁信号的强度增大,而信号主频降低。实验室尺度范围内主要观测得到的是岩石破坏诱发的瞬态、近场电磁信号。（2）揭示了岩石受载破坏近场电磁矢量特性。研制了适用于岩石破坏近场电磁监测的新型电磁矢量传感器,基于中心对称的传感器阵列对岩石劈裂破坏过程进行监测,监测到的三分量信号波形差异明显,但在频域上具有一致的主频和相似的幅频分布,可以将其视为与主破裂对应的电磁场矢量在三个方向上的分量。单个测点电磁矢量变化过程复杂,但在极其有限的时间内单通道内的方向趋势上相对一致。不同测点的矢量合成信号之间存在一定差异,裂纹所致的矢量电磁场在试样周围呈非均匀分布状态。（3）构建了岩体破裂等效的电磁场源模型。基于对裂纹面电偶极子振荡过程的分析,把岩石破裂产生的电磁信号视为不同方向、不同频率的多个偶极子受迫振荡和阻尼振荡产生的电磁效应的叠加。数值模拟证实了场源的矢量合成和电磁场分量的矢量合成等效。由此将场源等效为一个电荷聚集体,在近场范围内建立了随机多裂纹诱发等效电磁场源模型。（4）提出了岩体破裂电磁定位信号提取方法及有效定位指标。分析得出岩石破坏产生的电磁信号与应力降之间有明显的相关性,故以应力降开始及持续的时间为基准,提取与应力降相对应的电磁辐射事件的单个波形作为定位信号,并通过已提取信号与噪声的样本熵差异进行有效性判识。基于矢量合成信号特征和信号频域特征,分别提取了峰值指标和波峰匹配指标,以及主频幅值指标和特征频点指标作为电磁定位指标,计算得到的方向角符合理论及实验结果。（5）构建了岩体破裂近场电磁定位模型。对于空间内任一点,等效电磁场源必存在于过该点并与该点的磁感应强度方向垂直的唯一确定平面上。由若干组电磁传感器合成得到的磁感应强度矢量,就可以确定等效电磁场源所在平面,再由各平面相交确定空间内电磁场源所在区域。（6）建立了岩体破裂近场电磁定位方法,并进行数值分析和实验验证。根据不同的定位信号特征,可以采用不同的指标组合,代入基于近场电磁定位模型建立的非线性定位方程组中,利用迭代法求解非线性最小二乘问题。通过数值分析、可控源定位实验、岩石劈裂破坏和单轴压缩破坏定位实验验证了上述定位方法的有效性。研究成果可为岩体动力灾害电磁定位监测预警奠定理论和实验基础,有助于提高动力灾害监测预警可靠性,对电磁辐射监测技术领域持续创新具有重要意义。