随着我国社会经济的发展，人们对资源和生存空间的需求越来越大，大规模深部矿产资源的开采，超深隧道的开挖，以及国防防护工程对深部地下工程的要求，必将进一步加深地下工程深化。然而，岩爆是伴随着深部工程常见的一种灾害，随着工程埋深的增加或应力水平的增高，我国地下工程的岩爆呈频发趋势。越来越多的人开始对发生岩爆的机理进行研究，但由于岩爆发生环境的复杂性，对岩爆机理的研究还不够成熟，因而，对发生岩爆机理的研究具有重要的意义。论文在高等学校博士学科点专项科研基金（20110143110017）的支持下，通过室内自制岩爆模拟试验装置，对1000mm×400mm×600mm大尺寸高强度石膏试件进行梯度应力路径下不同围压卸载试验，以及PFC2D数值模拟，系统研究了梯度应力路径对岩爆的影响。论文主要工作与研究成果如下：（1）通过单轴与常规三轴试验，对不同配比石膏试件力学特性进行试验，选取了具有中等岩爆倾向的水膏比为0.7的配比试件作为岩爆试件。岩爆模拟试验结果表明：在梯度应力路径作用下，高围压卸载与低围压卸载试验在出现岩爆破坏时，卸载面附近的测点应变均出现突变，破坏主要发生在卸载面附近；但由于高围压卸载，在加载过程中，对能量有一个积蓄过程，在卸载前，裂纹扩展相当较慢，而低围压卸载由于初始阶段就开始卸载，随着加载，裂隙不断扩展，能量不断释放，最后破坏时高围压卸载出现的岩爆烈度要高于低围压卸载试验；低围压卸载由于裂隙不断的产生，最后破坏时相对高围压卸载试验提前，承载强度也有所降低。（2）通过PFC2D对数值模型材料细观参数进行反复调试，得到模型试件的宏观参数与室内模型宏观参数基本吻合。通过对室内模型试验两种加载方案进行数值模拟，并与室内试验结果对比，结果有较好的一致性。数值模拟结果表明：高围压卸载岩爆更具有突发性，烈度要高于低围压卸载；两方案发生岩爆部位主要集中在卸载面中下部，且高围压卸载出现岩爆破坏部位要低于低围压卸载。数值模拟结果还表明岩爆的发生是一个渐进破坏的过程，裂隙的产生以及贯通是岩爆的发生前提。（3）在PFC2D梯度应力路径对岩爆影响分析研究中，设计了7种应力路径进行加卸载分析研究，分析了梯度应力路径对岩爆烈度、岩爆破坏范围、以及发生岩爆最大切向应力等影响。结果表明：1）不同的梯度应力路径对应岩爆烈度有较大的影响，其中均布应力加载所表现出岩爆的烈度要远远超过梯度应力加载；2）隧道开挖半径越大，应力梯度范围也越大，此时对应发生岩爆的应力路径曲线坡率越小，发生初始岩爆所需岩爆最大切向应力会变小；3）应力梯度路径的变化对卸载面所发生岩爆的部位有一定的影响；应力梯度加载范围越大，裂纹扩展路径范围越大，表现出破坏范围也越大；而且梯度范围较大时表现出破坏区域为楔形状，而梯度较小所表现出的形状为锅底状。