当今经济建设快速发展,推动了我国深部资源开采、交通、水利及地下空间开发等基础工程的建设步伐。然而,机遇与挑战并存。在工程建设中遭遇岩体失稳灾变等工程问题严重威胁工作人员的生命安全,且引发不可估量的经济损失。脆性裂隙岩石的损伤破坏特征、破裂机理及失稳预警是岩体工程失稳防治的基础性科学问题。本研究紧紧围绕裂隙岩石破裂损伤这一关键性科学问题展开深入研究。采用声发射（AE）技术、高速摄影技术、近场动力学数值理论及数学方法分析等手段,对裂隙岩石的力学响应特征、破裂行为、破裂机制、裂纹扩展机理、损伤量化表征及失稳预警展开研究。本文主要的研究工作及结论如下:（1）采用AE和高速摄影技术,进行裂隙砂岩单轴压缩试验。基于两种AE指数演化分布特征,即:RA值（上升时间/振幅）和AF值（AE计数/持续时间）,将裂隙岩石损伤破坏过程中的破裂模式区分为拉伸破裂模式和剪切/拉剪混合破裂模式,有效评价了裂隙岩石损伤破坏过程中的不同破裂模式,进而定性揭示了裂隙岩石损伤破坏过程中破裂机制。采用核密度估计函数（一种非参数密度估计方法）对裂隙岩石的破裂模式进行可视化评价。核密度估计函数用作为一种参数模型,克服了对AE测试中所产生数据集可评估的随机性,同时能够有效识别和可视化RA和AF值的高集中区域。裂隙岩石的最终破坏均由剪切断裂所触发。持续增加的RA值（大于400 ms/v）可作为裂隙岩石发生最终破坏时的早期预警信号。（2）采用快速傅里叶变换方法（FFT）处理裂隙岩石损伤破坏过程的AE波形信号去获取AE波形的二维频谱图,进而得到其时变主频和振幅演化特征。基于FFT处理方法,发现四种AE信号,即:低频高振幅、低频低振幅、中频低振幅和高频低振幅。在裂隙岩石损伤破坏过程中主频主要呈现出两个集中带的分布特征,即低主频带（L型波形）和高主频带（H型波形）。微拉伸破裂事件和微剪切破裂事件分别对应于L型和H型的AE波形。基于不同主频带的分布特征,对裂隙岩石变形破坏过程中的微观破裂机制进行定量统计性评价。微观拉伸破裂事件主要出现在裂隙岩石最终破坏阶段之前;微观剪切破裂事件主导了裂隙岩石的最终破坏过程。低频高振幅的AE信号通常伴随岩石试样中大尺度的破裂而产生。（3）含不同“起伏角”预制裂隙明显影响岩石的力学性能和破裂行为。随起伏角的增加,裂隙试样的弹性模量、裂纹起裂应力和峰值强度呈降低的趋势。峰值应变呈先增加后降低的趋势。第一批次起裂的拉伸翼型裂纹I均出现在不同起伏角的裂隙岩石中,而拉伸翼型裂纹V出现在起伏角为20°、45°和90°的裂隙试样中。非常规“态”基近场动力学理论能够有效模拟含不同“起伏角”裂隙岩石的损伤破坏过程,与试验结果基本一致。采用数值分析过程中应力场的分布特征揭示了含不同起伏角裂隙岩石的裂纹扩展机理。基于AE时间序列参数,采用多重分形理论分析了裂隙岩石损伤破坏过程中的动态非线性特征。多重分形参数的动态时变演化特征能够量化表征裂隙岩石损伤破坏过程,并提出基于多重分形参数一个定量的损伤准则去评价裂隙岩石的损伤破坏过程,并提供其损伤的早期预警信号。（4）填充体能够显著增强裂隙岩石的抗压能力。相比于未填充裂隙试样,填充试样的峰值强度、裂纹起裂应力、弹性模量均有明显提高。填充材料和裂隙倾斜角的不同对宏观裂纹起裂扩展行为有明显的影响,主要包括起裂的位置、裂纹类型以及扩展路径。采用摩尔库伦准则求得的理论裂隙岩石破断角与试验结果观察的剪切破断角基本一致。采用应变场的分布特征揭示了填充体对裂隙岩石破裂扩展的影响机理。基于AE时间序列参数,采用熵值理论分析处于压缩条件下填充和未填充裂隙岩石系统的混沌特征,并且采用熵值参数可有效评价及量化表征裂隙岩石的损伤破坏水平。AE时间序列参数的合理选取明显影响熵值理论的计算分析。（5）采用时空AE技术预测了复杂应力加载条件下裂隙岩石的失稳时间。在岩石失稳点附近的损伤加速行为可基于逆向时间Omori定律进行表征。采用在峰后应力随时间的演化特征有效识别了裂隙岩石试样的失稳点。采用时空AE事件演化特征可靠识别了岩石损伤加速起始点。基于声发射定位技术和逆向时间Omori定律,建立了伪前瞻性的预测方式。采用由AE定位技术所识别的损伤局部化带中的空间AE事件进行计算可表征失稳点附近幂率加速行为的前兆AE事件率。采用伪前瞻性预测方式可靠地预测了岩石试样的失稳时间。随着数据点向岩石失稳点不断地更新实现了高质量的失稳时间预测结果。基于逆向时间Omori定律,由空间上的AE事件率所获得的预测结果的可靠性高于由时间上的AE事件率所获得预测结果。采用伪前瞻性方式（可变的幂率指数p）所得到的预测结果的可靠性高于采用回顾性预测方式（幂率指数p恒定为-1）所得到的预测结果。