随着经济和工业的发展,水利、交通、采矿、核废料深埋、高埋深防护等工程不断往深部地下延伸,工程灾害频发。深部地下工程开挖过程中围岩往往发生显著的应力调整,径向应力卸荷(开挖边界上为零),切向应力集中,开挖边界附近岩体处于高应力分异的真三轴应力状态,甚至接近承载极限。随着开挖的推进,该部分岩体常受到钻凿、机械运转以及远程爆破等形成的不同形式低应变率动力扰动荷载,并最终发生失稳破坏,甚至发生岩爆。因此,探究深部岩体在低应变率动力扰动作用下的力学响应和破坏特征,对岩爆机制的研究和岩爆的预测及防治具有重要的学术价值和实用工程意义。本文利用高压伺服动真三轴刚性试验系统,开展了斜坡动力扰动、低频循环动力扰动以及高频微小循环动力扰动三种不同形式的低应变率(2×10-3～5×10-3s-1)动力扰动花岗岩真三轴试验研究,分析了不同初始静应力对岩石破坏特征的影响,并通过岩石应力-应变曲线、破坏形态、损伤演化规律和声发射特征等试验结果对比分析,揭示了不同形式低应变率动力扰动荷载作用下岩石的破坏力学行为与破坏机制。研究结果表明:(1)低应变率动力扰动荷载与中高应变率冲击荷载作用下岩石破坏呈现了显著的差异:①低应变率动力扰动荷载作用下试样的破坏形态呈多元分区破坏,破坏后的试样仍然具有一定承载能力,中高应变率冲击荷载作用下试样发生整体失稳破坏,呈整体溃散状;②中高应变率冲击荷载作用下岩石发生破坏的机制主要是能量的输入使得岩石发生破坏,与斜坡动力扰动荷载作用相似,而循环动力扰动和微扰动荷载主要是疲劳损伤致使岩石发生破坏。(2)低应变率动力扰动易触发开挖边界附近高应力岩体发生真三轴破坏,破坏特征也不同于静力加载:①斜坡动力扰动荷载作用下岩石破坏峰前无明显屈服点,应力-应变主要呈现线弹性响应;②低应变率动力扰动荷载与静力加载作用下岩石试样的破坏形态普遍具有相似的多元分区破坏特征,即在σ3方向两侧面附近区域出现平行于加载方向的劈裂裂缝,在试样中部区域出现剪切裂缝,但低应变率动力扰动荷载作用下试样破坏程度更为严重;③低应变率动力扰动荷载作用下岩石破坏过程中声发射计数和破坏时声发射绝对能量累积比静力加载时要大。(3)斜坡动力扰动作用下的岩石真三轴破坏试验结果表明:岩石峰值强度和峰值应变随σ1向静应力的增加先增大后减小,动力扰动过程中岩石的损伤呈阶梯型,有明显的瞬间突增特征。循环动力扰动和微扰动作用下的岩石真三轴破坏试验结果表明:σ.1向静应力对岩石破坏存在应变门槛值,动力扰动过程中岩石的损伤呈倒S型,表现出明显的疲劳损伤特征;岩石的σ1向静应力越高,动力扰动作用下试样发生破坏时所需σ1向应变增量越小,动力扰动破坏所需时间就越短。(4)不同低应变率动力扰动作用下声发射结果的对比分析表明:静力加载和低应变率动力扰动作用下岩石破坏前声发射计数都会出现“相对平静期”,岩样破坏时都不是最大值;扰动过程中,声发射绝对能量累积呈现抛物线形式增长,其中斜坡动力扰动作用下岩石破坏时声发射绝对能量累积最大。