岩体开挖、爆破振动、构造应力、温度或水位变化等诱发的荷载速率变化对岩石的强度、变形和损伤破坏等产生的影响不容忽视,研究荷载速率对岩石力学性能和损伤破坏特征的影响对安全施工及岩石工程灾害预测具有重要的实际意义。论文以砂岩作为研究对象,开展了常规单轴加载和循环加载声发射检测试验,分析了不同加载速率对岩石的全应力应变曲线、力学参数、能量演化、特征应力变化规律、宏观破坏形态等力学特征的影响;对不同加载速率下岩石碎块进行筛分并结合分形理论,从碎块尺寸分布和碎块质量分布的角度进行了研究,得出了砂岩破坏特征荷载速率依存关系;试验过程中使用声发射技术进行检测,分析了加载速率对声发射参数的影响;运用G-R关系式研究不同加载速率下声发射b值特征;提出了一种声发射空间分形维数定量描述岩石损伤状态的方法。取得的研究成果如下:常规单轴加载作用下砂石的强度、峰值应力对应的轴向应变、模量等与荷载速率表现出明显的依存关系,都随荷载速度的增加而增加;荷载速率越大,除闭合应力,其他特征应力越早出现,弹性能与总能量曲线愈加接近,而耗散能曲线越与应变轴愈加接近;全过程中Ud/Ue先减小后增大,最小值出现在弹性阶段末期。循环加载作用下砂岩的“记忆性”随应力水平增大而降低,随荷载速率增大而提高;残余应变与荷载速率呈负相关,且受荷载速率、应力大小和循环次数共同影响;不同卸载应力下,加载速率越大输入能越低,加载至破坏时,加载速率越大输入能越高;随着应力增加弹性变形能占输入能的比值是先增加后降低,塑性变形能与输入能的比值先降低后增加,塑性变形能占输入能的比值最大值出现在初始加载阶段。岩样破碎程度与加载速率具有依存关系,加载速率越大块度特征值越小,岩样越破碎;块度分布与加载速率具有分形特征,分形维数随荷载速率的而增加,与荷载速率对数呈良好的线性关系;破碎程度越低分形维数越小,分形维数Db与块度特征值dm负相关,加载速率对块度分形维数的影响要大于对块度特征值的影响。声发射振铃主要集中在压密阶段和损伤破坏阶段,随加载速率增大弹性阶段幅值明显增强,增加荷载速率会弱化幅值阶段性现象;单轴加载弹性阶段b值处于较高水平,损伤破坏阶段b值会有较大程度降低,b值与荷载速率对数成负线性相关,采用累积频度计算b值结果比微分频度更加准确;循环加载下b值在2到4之间,荷载速率越小,b值跳跃性越明显,随着荷载速率增加b值跳跃性发生时间越晚甚至消失;b值短暂突降,可视为岩石裂纹发生大尺度变化,b值持续下跌可视为岩石破坏前的预兆;声发射事件沿空间分布具有分形特征,维数在区间[2,3]内变化,维数与荷载速率负相关,荷载速率增大对岩样声发射事件数的空间分布是一个降维数过程,维数越大,损伤空间分布越均匀,维数越小,损伤空间分布越集中。