煤炭长期以来是我国主要能源,随着浅部资源的日益枯竭,深部开采将成为煤炭资源开发的常态。深部煤岩体所处的“三高一扰动”复杂力学环境导致深部开采面临诸多难题和挑战,其中巷道围岩大变形与破坏机理一直是困扰深部煤炭安全高效开采的难题,而偏应力控制岩石的破坏,对岩石塑性破坏的影响有重要意义。因此,本文利用自主研发的真三轴加载实验系统(设计了声发射监测装置),详细地研究了不同应力路径下偏应力对岩石的变形、强度、声发射信号特征以及破坏形态的影响,及偏应力诱导岩石裂隙的扩展规律。自主研发了真三轴加载实验系统,采用电液伺服控制系统可以实现精确控制,能实现三向独立加载,最大加载尺寸为200×200×200 mm~3,同时设计了声发射监测装置,能够实现对加载试块实时准确监测。测定了100×100×100 mm~3泥岩与水泥砂浆单轴压缩的全应力-应变曲线,选取其不同阶段值作为不同应力状态下的中间主应力值。双轴加载状态下的试验结果表明:随着中间主应力的增大,当泥岩偏应力达到最大值时对应的应变先增大后减小,说明中间主应力的增大先强化后减弱了岩石的变形能力;泥岩达到偏应力最大值的90%-100%时,声发射事件数增幅最大,而水泥砂浆达到偏应力最大值的45%-75%时,声发射事件数增幅最大,说明不同岩性其损伤阶段不同;两者振铃计数和累计振铃计数的增加主要出现在后加载阶段,且随着中间主应力增加而增加,说明不同应力状态下的主应力增加会加速岩石的损伤;泥岩和水泥砂浆破坏时偏应力存在分界点,两者破坏形态为层状破裂,随着中间主应力增加,其层状破裂现象越来越明显,破坏方式为剪切破坏和拉破坏。真三轴加载状态下的试验结果表明:随着中间主应力的增大,岩石偏应力达到最大值时对应的应变出现减小的趋势,残余强度呈现增大趋势,说明中间主应力对岩石抗变形能力起到了减弱作用,且对岩石残余强度起到加强作用;振铃计数主要集中在岩石后加载阶段,且振铃计数与主应力成正相关。随着中间主应力增大,前加载阶段和后加载阶段声发射累计振铃计数呈现出先增大后减小的趋势,说明中间主应力对试块破坏具有先促进后抑制的作用;泥岩和水泥砂浆破坏时偏应力存在分界点,随着中间主应力增大,泥岩破坏形态由反“V”形转为正“V”形,水泥砂浆由正“V”形转为反“V”形且出现明显的塑性变形,破坏方式为剪切破坏。真三轴加卸载状态下的试验结果表明:随着中间主应力的增大,当泥岩和水泥砂浆偏应力达到最大值时对应的应变逐渐增大,说明中间主应力增大强化了岩石的变形能力;两者声发射事件数增幅最快阶段不同,说明两者最大损伤也发生在不同阶段。水泥砂浆峰值强度时振铃计数最大,而泥岩则滞后于峰值强度。两者接近峰值强度时累计振铃计数急速增大,说明岩石破坏时产生了大量弹性波;泥岩和水泥砂浆破坏时偏应力存在分界点,两者破坏形态为层状破裂,随着中间主应力增大,层裂现象越来越明显,破坏方式主要为拉破坏。泥岩和水泥砂浆在不同应力路径下,相对破坏时间都随着中间主应力增大而减小,除了泥岩双轴加载时其强度随着中间主应力增大而增大,其他应力路径下其峰值强度都随着中间主应力增大呈现出先增大后减小的趋势。得出了偏应力诱导岩石裂隙发育、扩展和贯通直到破坏的过程,同时得出了不同应力路径下偏应力与岩石破坏形态之间的关系。