随着露天资源的日益枯竭,矿产资源的地下开发已成为矿山开采的常态。在地下开挖工程中,受局部地质构造应力、开采深度等因素影响,高地应力将会使宏观大尺度裂隙逐渐发生闭合,导致小尺度微裂隙对围岩破坏的影响逐步显现。相比于完整连续性岩石、含宏观裂隙岩石,复杂地质环境中微裂隙岩石的力学行为、工程响应将发生显著变化。因此,开展微裂隙岩石的破坏研究,有助于加深对其力学行为的认识。众所周知,较高应力下的围岩工程易发生岩爆、冒顶等工程灾害事故。研究表明在围岩发生动力灾害之前,相继会出现临空面岩石剥落、弹射等较大破坏烈度的局部性破裂现象。围岩局部的动力破坏是大规模围岩结构性灾变的前提,因此开展地下围岩的表层破裂研究,对于地下围岩工程的岩爆预测具有重要科学价值。本文综合采用多种研究方法,利用高温制备微裂隙的方式,系统开展了岩石微裂隙分布特征的综合评价、岩石力学响应与能量控制行为、表层岩石局部破裂的前兆信息识别等方面的研究工作,主要研究成果如下所示:（1）利用核磁共振测试,评价了微裂隙岩石内部跨尺度孔隙的分布特征,研究了四种孔隙的分布演化规律。基于实空间编码获得了中高密度含水区域的演变过程,进而表征了孔隙度呈“先增大、后减小、再增大”变化的内在物理机制。为使研究结果更具有工程指导意义,将不同微裂隙岩石分为不同岩石孔隙等级。提出了可表征各种尺度孔隙对整体孔隙分布贡献度的平均孔隙概念,发现孔隙度与平均孔隙呈现同步性变化。基于孔隙结构的分形理论,分析了跨尺度孔隙的分形特征,探究了在不同岩石孔隙等级下孔隙分形维数的变化规律,定量描述了岩石孔隙的跨尺度分布特征。本文发现微裂隙岩石的中孔和大孔具有显著的分形特征;岩石孔隙等级越高,花岗岩的这两种孔隙分形值越大,岩石的孔隙结构越复杂。（2）系统研究了岩石孔隙等级对岩石力学性能的综合影响。当岩石孔隙等级较低时,微裂隙表现为闭合效应,岩石力学性能被强化;当岩石孔隙等级较高时,微裂隙表现为拓宽效应,岩石力学性能被弱化。Ls4级砂岩内部存在较多极微裂纹,导致力学参数与岩石致密性出现异常变化。同时,考虑到岩石力学性能是细观孔隙整体响应的宏观表现形式,因此,通过分析孔隙分形维数与力学参数的非线性关联,从而揭示了岩石每种孔隙结构与宏观力学性质的内在关联机制。（3）基于能量耗散和释放机制,详细分析了微裂隙岩石在变形过程中各个应变能的分布、转化规律。结合岩石“以近似无损伤状态储存可释放应变能”的储能参数,发现微裂隙岩石的储能能力与力学性能强弱（单轴抗压强度与弹性模量）的关系不显著。根据耗散能释放理论,提出了评价微裂隙岩石临界破坏的能量指标。基于能量间的转换原理,建立了考虑能量自我控制行为的EII模型。基于EII模型的深层次分析可知,在岩石峰前的能量吸收、储存及释放过程中,存在着各个应变能间的自我激励、抑制现象,并对其进行了验证。同时,本文构建了考虑峰后应力跌落的分段式本构模型,提出了峰后应变软化因子n的概念,发现岩石峰后应力衰减速率对n存在显著的依赖性,并确定了合理的峰后应变软化因子。最后,通过模型值与实测值的对比,发现该模型能够合理反映微裂隙岩石的应力应变曲线特征。（4）基于岩石力学试验的声发射监测,分析了微裂隙岩石声发射时域及频域信息的变化特征,重点论述了将声发射参数直接用于识别微裂隙岩石破坏失稳的优缺点,发现该方法在识别“含大量中孔与大孔”的微裂隙岩石破坏前兆中存在着局限性。因此,根据岩石裂纹扩展的有序性与混沌性理论,探究了基于AE时序的关联维数变化规律,发现当关联维数达到局部极小值时,便是微裂隙岩石整体破坏的有效前兆信息。（5）本文论证了在地下硐室围岩中临空面岩石局部性破坏的预测难点与不可忽视性,并进一步开展了微裂隙岩石的真三轴破坏试验,系统研究了岩石的破裂机制（力学性质、裂纹演化类型、破裂模式、裂纹尺度）,为地下围岩工程支护方案的优化提供了思路。基于围岩工程中表层岩石破裂的预测难题,通过综合优选声发射与红外信息的前兆优势,结合温度场矩阵的信息处理,本文提出将红外温度跳跃速率（ITJR）作为定量评价表层岩石破裂的关键参量。利用统计数学的方法,最终构建了在真三轴应力条件下表层岩石发生剥离、弹射破坏的红外超前预报方法,并讨论了将“ITJR前兆法”用于地下围岩工程表层局部破坏的红外预报流程。