岩石是由多种矿物颗粒、胶结成分和孔隙裂隙等结构组成的天然地质体，是在漫长的地质环境中经过内外地质力作用形成的分布最为广泛和成分结构最为复杂的固体材料之一。岩体是在一定范围内包含岩石和结构面的综合地质体，研究其力学性质对于分析矿山采场、隧道、硐室、边坡和堤坝等岩体工程的稳定性和避免灾害的发生具有重要的现实意义。
　　本文对榆林地区中生代煤矿砂岩的变形和能量释放过程开展了多物理场监测，并分析了岩石细观结构等内因和饱水浸泡等外因对岩石稳定性和能量释放特征的影响，基于室内实验和现场地质调研计算了煤岩体力学参数，建立了不同含水状态下的煤层采动数值模型，讨论了煤岩体的应力分布和塑性区扩展规律。主要研究工作包括:
　　(1)选取致密均质砂岩试件开展单轴压缩和循环加卸载实验，在加载过程中监测声发射活动、数字图像位移变形场、红外辐射场以及试件平均温度的变化规律，实现了岩石内部(声发射)和表面(位移变形场和红外辐射)全方位监测，分析了岩石破裂过程中竖直和水平方向的位移场、温度场及声发射反映的内部损伤的演化规律，并根据各物理参量的变化研究了岩石破裂过程中多物理场演化的时序特征。
　　(2)基于Matlab语言编写了获取岩石细观颗粒特征参数的计算程序，定量获取了矿物颗粒如粒径、磨圆度和主方向等形态参数以及颗粒含量、分选性和级配曲线等统计参数，分析了颗粒形态和胶结结构等细观特征对三轴压缩和单轴压缩实验条件下的强度和能量释放影响，并基于Kaiser效应和加卸载响应比理论分析了加载过程中以声发射形式释放的耗散能的变化规律。
　　(3)对砂岩试件进行干燥和饱水后不同浸泡时长的处理，开展了不同含水状态的砂岩试件的单轴压缩声发射监测实验，研究了饱水后不同浸水时长的砂岩试件的强度和变形等力学参数的弱化特征以及弹性波传播规律，基于能量加速释放理论和能量概率密度分布方法对不同含水状态和不同加载阶段的试件分析了声发射能量释放特征。
　　(4)通过室内实验和现场地质信息获取了不同浸水时长不同岩性的围岩和煤体的力学参数，并通过插值法修正了地质强度指标(GSI值)，基于Hoek-Brown强度准则，用Matlab语言编写了计算岩体力学参数的图形用户界面，获取了不同状态下的各个岩层的强度和变形等力学参数，为煤层采动模型提供参数选取依据。
　　(5)基于编写的图形用户界面计算的力学参数和矿山地质信息，建立了煤层开采过程中的FLAC数值计算模型，模拟了煤层采动过程中不同开采进度和不同浸水状态下的煤岩体应力分布和塑性区扩展规律，讨论了浸水作用对矿山岩层稳定性的影响。