页岩是自然界中广泛存在的一种层状沉积岩。在边坡工程、隧道工程、页岩气工程等实际工程中,页岩层理及其走向一方面会导致结构强度降低、极易出现安全事故,另一方面,在页岩气开采过程中又利用水力压裂技术构造复杂裂缝网络。可见,对页岩失效机制的研究对实际工程有重要的指导意义。鉴于此,本文以重庆石柱地区页岩为研究对象,研究了页岩声发射规律和宏观失效特征,深入解析了页岩微损伤机制。主要研究内容及成果如下:（1）建立刚性压力机-高速工业相机-声发射采集仪构成的力-光-声岩石综合试验系统,进行了完整页岩试件巴西劈裂试验,并与不含层理的同尺寸砂岩试件巴西劈裂试验进行对比。研究了页岩随层理角度旋转的抗拉强度、宏观裂缝形态以及声发射参数、频谱、矩张量规律的各向异性特征。试验发现,页岩在间接拉应力作用下出现了三种裂缝宏观形态,即直线形裂纹、圆弧形裂纹和复合型裂纹。提出了不同裂缝形态的频谱定量评价方法,揭示了页岩裂纹演化特征和细观机制。（2）利用力-光-声岩石综合试验系统,在准静态加载条件下,进行了含不同角度层理、不同角度预制裂纹的页岩长方体试件单轴压缩试验,并与含不同角度预制裂纹砂岩试件的单轴压缩试验结果对比。研究了层理和预制裂纹角度对页岩单轴压缩强度、裂纹演化行为、声发射频谱和矩张量反演结果的各向异性特征,分析了微裂纹的演化特征,揭示了页岩试件的拉剪损伤机制。结果表明,页岩单轴压缩试验中出现了不同于砂岩的裂纹演化现象。裂纹起裂主要由预制裂纹控制,同时也受层理影响;裂纹扩展则主要受层理和应力分布共同控制。竖直层理时,裂纹最易沿着层理方向扩展,形成拉裂纹;30°层理时页岩试件最易受层理控制,形成沿层理的剪切滑移失效;90°层理时,水平层理对页岩试件裂纹演化行为的影响最小。（3）基于颗粒流软件PFC2D内置粘结模型,建立了薄层状页岩数值模型,进一步分析了拉、压应力作用下砂岩和页岩的裂纹起裂、扩展演化细观机制。结果表明,页岩圆盘形成不同形态宏观破裂面的主要原因在于拉裂纹在层内和层间进行最优路径选择的结果,如其过程中形成阶梯状演化路径,宏观则体现为圆弧形裂纹。在页岩单轴压缩试验中,最大主应力主要呈蝶形集中在预制裂纹尖端;最大切应力既分布在预制裂纹尖端,同时也集中在沿与加载方向成45°-60°范围内,说明含预制裂纹页岩试件的裂纹演化主要由拉应力控制,而剪应力对整个试件的最终失效贡献较大。（4）提出页岩层间弱化系数λ这一细观参数,分析页岩不同层间粘结强度和层理角度变化对页岩试件强度、裂纹演化行为的影响机制。页岩层间、层内细观力学参数的相对关系极大地控制了页岩的微观破坏机制和宏观破坏特征。结果表明,当页岩层间、层内的抗拉强度、粘聚力各自相差不多且层理角度较高时,易形成直线形裂纹,且主要表现为拉裂纹;其他层理角度时则易形成圆弧形裂纹,同样表现为拉裂纹。当页岩层间和层内的抗拉强度、粘聚力各自相差较大时,易形成复合型裂纹,其中弧形部分主要表现为拉裂纹、直线部分主要表现为剪裂纹。层间强度弱化系数λ对含预制裂纹页岩单轴压缩试验的裂纹形态、分布和数量有显著影响。归一化最大荷载同样也受层间强度弱化系数λ和层理角度共同控制。