近年来,随着地下工程的大力发展,诸多岩体工程逐渐向深部转移,而在深部硬质岩体工程建设的同时,往往面临着岩爆等岩石工程灾害的威胁,阻碍工程的顺利进行,甚至造成严重的人员伤亡和经济损失,这些灾害的发生主要由岩石破裂失稳所致;众所周知,地下工程岩体受力复杂,且岩石的力学特性及破坏特征与其所受的荷载形式密切相关。因此,有必要对不同加载条件下硬岩的力学特性及其破裂失稳过程进行深入研究,进而为揭示岩石破裂失稳机制提供依据,为工程岩体的灾害防治提供参考。本文选取了红砂岩、大理岩、花岗岩三种硬岩,利用ZTRE-210微机控制岩石三轴测试系统和PCI-2声发射检测系统,进行岩石声发射试验,分析了三种硬岩在常规单轴压缩试验、分级保载试验、分级扰动加载试验、分级扰动加卸载试验和多重循环加卸载试验下的力学特性及声发射特征。在此基础上,引入JCMS-III B5706中提出的参数分析法研究了三种硬岩在不同加载方式下的破裂类型及内部裂纹演化规律。取得的主要研究成果如下:对三种硬岩进行5种不同加载方式下的岩石声发射试验,研究了岩石的强度特征,基本力学参数特征及宏观破坏特征。研究表明:与单轴压缩试验相比,其他4种加载方式对红砂岩和大理岩强度起强化作用,而对花岗岩强度起劣化作用;在分级保载和分级扰动加载试验中,红砂岩和大理岩的弹性模量相对增加,花岗岩则减小,而在循环荷载作用下,三种硬岩弹性模量随循环次数的增加均呈先增大后减小的规律;三种硬岩泊松比在不同加载方式下均得到一定程度的提高;红砂岩在不同加载方案下破坏模式始终为剪切破坏,大理岩主要破坏形式由轴向劈裂演变为斜面剪切,花岗岩破坏形式则是由单裂纹贯通的劈裂破坏过渡到多裂隙贯通的劈裂破坏,最终演化为剪切破坏。对三种硬岩在不同加载方式下的声发射振铃计数、能量和事件等参数进行对比分析。研究表明:不同加载路径下各岩石的声发射活动具有共性,声发射主要集中于岩石的压密和破坏阶段,试验前期岩石声发射振铃计数和能量值均较低;同种加载方案下各岩石声发射特征参数值和声发射活跃度有所差异,岩石声发射强烈程度从大到小依次为花岗岩、大理岩、红砂岩;花岗岩在破坏失稳前声发射活动出现沉寂区即“平静期”,而红砂岩和大理岩未出现,表明声发射“平静期”不是所有岩石的必有属性。根据JCMS-III B5706提出的声发射参数分析法,对不同加载方式下岩石内部裂纹的类型判别及破裂演化规律进行分析。研究表明:在不同加载方式下岩石的RA-AF散点图均呈现出低RA值对应高AF值,高AF值则对应着低RA值的特征,这是区分张拉与剪切裂纹的重要声学表征;不同加载方式下各岩石内部裂纹数量扩展比例均表现为张拉裂纹占比远大于剪切裂纹的特征;加卸载作用促进了岩石内部剪切裂纹的扩展,使剪切裂纹数量占比相对提高。