复杂地质条件下的深埋长大隧道工程经常会遇到高地温及高地应力问题,高地温等灾害问题同时也是工程地质学、岩石力学和采矿工程领域的前沿问题。因此,为研究高地温下岩石的力学特性及其温度作用机理,本文以高温单轴压缩试验和高温三轴压缩试验为基础,通过大量实验,以声发射为主要监测手段,着眼于热-力耦合作用下砂岩的温度效应研究。首先研究了热-力耦合作用下砂岩的力学特性并深入探讨了高温砂岩温度效应的机理;其次,从声发射角度分析了热-力耦合作用下砂岩声发射参数对不同温度梯度的响应特性;最后,在上述研究的基础上提出了考虑温度影响的岩爆判据。通过上述工作,本文主要取得以下研究成果:(1)、开展八庙隧道砂岩的高温单轴压缩试验,发现随着温度的增加,砂岩试样应力应变曲线的离散性逐渐减小,高温砂岩试样的延性逐渐显现。高温砂岩单轴抗压强度随温度的升高而升高;峰值应变整体呈现出随温度的升高先增大后微降的趋势;弹性模量随温度呈现先升后降再增的趋势;变形模量随温度也呈现先升后降再增的趋势大;泊松比随温度的升高呈现出先降低再升高的趋势。总体来看,随着温度的增加,试样的破坏模式由张拉破坏向张剪复合型破坏转变。(2)、开展八庙隧道砂岩的高温三轴压缩试验,高温砂岩峰值强度、峰值应变和平均模量均随温度的增大而增加,泊松比随着温度的增大整体呈上升态势。随着围压的增加,试样的破坏模式由张拉破坏向剪切破坏转变;随着温度的增加,试样的破坏模式由剪切破坏向张剪复合型破坏转变。应力应变曲线的变化规律中温度较低时(20℃和60℃)试样的变化趋势和线型比较一致,温度较高时(90℃、120℃和150℃)试样的变化趋势和线型比较一致,较低温度和较高温度的曲线变化趋势和线型明显不一样。(3)、高温单轴试验砂岩的振铃计数峰值和能量峰值随着强度的增加而增加;随着温度的增加,岩样应力峰前段声发射的活跃程度减弱,峰后段声发射的活跃程度增强;随着温度的增加,累计振铃计数和累积能量的“平静期”越来越长,岩样的弹性性能有所增强。(4)、高温三轴试验砂岩的振铃计数和AE能量的峰值随温度的增加而减小;随着温度增加,声发射累计振铃计数和累计能量的整体持续时间减少,声发射累计振铃计数和累计AE能量的峰值出现的时间越短。温度上升,微破裂增加,声发射活动加强。随温度的增加,各个围压下的声发射累计振铃计数和累积能量的变化没有规律。(5)、将影响岩爆的不同因素化分为温敏性因子Ft和非温敏性因子F,提出基于温敏性和RVI指标的岩爆倾向性指标TRVI。在应力控制因子F_s表达式的基础上给出了温敏性因子F_t的数学表达式。指出实际预测热-力耦合作用下岩爆的破坏程度时还需进行大量案例分析通过所得的岩爆破坏深度与TRVI量值之间的拟合关系来预测新生岩爆的破坏程度。