岩爆是地下工程开挖过程中经常面临的工程灾害^[1]，其发生由不同的物理机制控制^[2]，从而产生不同的破坏特征。近年来，随着研究的不断深入，学者们逐渐认识到岩体结构面对岩爆的孕育机制和发生烈度具有显著影响，且大多数岩爆的发生均与岩体结构面存在密切关系。工程实践^[3]表明，含结构面岩体岩爆发生的范围更广、频率更高、安全风险更大。因此，深入研究含结构面岩体的岩爆机制及破坏特征，对于深埋地下工程岩爆灾害的防控和治理具有重要意义。

学者们在结构面对岩爆作用机制及破坏特征的影响方面开展了诸多研究工作。结构面倾角对于岩爆的发生及烈度具有显著影响。周辉等^[4-6]对现场岩爆事件进行了总结，发现不同结构面倾角在一定程度上引起岩爆发生类型不同。Hu等^[7]统计了某隧道40起岩爆事件，发现岩体中的结构面与主应力的夹角越小，越容易发生结构面滑移型岩爆。冯夏庭等^[8]分析了锦屏二级电站现场岩爆事故，发现结构面倾角（α）满足0°≤α≤30°和45°≤α≤90°时，发生岩爆的可能性很大，而30°<α<45°时，基本不会产生岩爆，岩爆爆坑边界形态也受围岩内结构面控制。Chen等^[9]对隧道页岩试件进行了单轴压缩试验，发现随着结构面倾角的增大，缓倾层状页岩试件的破坏形式逐渐从张拉破坏转变为张剪复合破坏，且破坏程度提高。Su等^[10]研究了单个小型结构面在三轴条件下的弱动力扰动破坏特征，结果表明，结构面倾角能够显著影响岩爆发生的倾向性和烈度，暴露结构面倾角越大，岩爆强度和局部能量释放速率越高。李育宗等^[11]通过室内真三轴试验研究了不同结构面倾角及不同岩性下含结构面岩体的岩爆特征及破坏机制，发现当结构面倾角较小时，含结构面围岩发生应变型劈裂破坏；结构面倾角较大时，岩体沿结构面剪切滑移破坏。

上述研究丰富了结构面及其倾角对岩爆孕育机制影响的理解，但在这些岩爆试验中，岩体试件承受的都是均布荷载，与实际地下开挖扰动导致围岩的梯度应力分布不符。夏元友等^[12]、祝文化等^[13]研究发现，岩爆的发生与围岩所受梯度分布的切向应力密切相关。Liu等^[14-15]开展了不同梯度应力加载下的岩爆模型试验，发现模拟岩爆的受力及破坏特征与实际工程中的岩爆过程相一致。鉴于此前针对缓倾结构面岩体在梯度应力下的岩爆孕育机制及破坏模式的研究较少。本文中，针对深埋高应力含缓倾结构面岩体岩爆的典型破坏模式，开展三向加载-单面卸载及梯度应力作用下的岩爆加卸载试验，借助数字图像相关（digital image correlation，DIC）分析、声发射、红外、高速摄影等多种监测手段，可视化地研究含缓倾硬性结构面岩体的岩爆特征与破坏过程，揭示含不同缓倾结构面岩体在梯度应力环境下的岩爆演化特征及破坏机制，以期为深埋高应力地下工程灾害防控与治理提供参考。

1.   试验设计

1.1   试验原理

采用三向加载-单面卸载的梯度应力岩爆试验装置开展含缓倾硬性结构面岩体的加卸载试验。该装置预置了与水平方向形成缓倾角的暴露硬性结构面，试验原理如图1所示。试验过程中，采用DIC二维应变监测、红外监测、声发射监测和高速摄影等手段，分析不同结构面倾角岩体孕育的岩爆特征与破坏过程。

图  1  试验原理示意图

Figure  1.  Schematic diagrams of rockburst testing principle

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.2   试件准备

根据现场调研，湖北某磷矿在井下开采时产生不同程度的岩爆现象。该磷矿岩层呈现缓倾斜分布，倾斜角度为5°～27°，且矿床中的磷矿层因沉积作用，内部赋存天然无充填硬性结构面。通过综合分析，制作了尺寸为400 mm×600 mm×1 000 mm的含硬性结构面的大尺寸试件，如图2所示。选取5°、15°和25°等3种结构面倾角开展研究，结构面层数为3层，试件编号分别为A5、A15、A25。通过前期试验^[16-18]经验，选取水与石膏的质量比为0.8∶1制作试件模型，材料参数如表1所示。试件浇筑过程中，利用厚度为1 mm、长度为500 mm的高强度铝板，按照事先标注好的位置进行插片预制非充填硬性结构面，插片时间为30 s。按此方法制作含15°缓倾结构面的单轴试件和含水平贯通结构面的直剪试件，分别进行单轴抗压试验和直接剪切试验，与完整试件相比，含硬性结构面试件的单轴抗压强度下降了22.3%，峰值抗剪强度下降了31.4%，内摩擦角由31.6°减小至26.7°，黏聚力由2.39 MPa下降至1.49 MPa。

表  1  试件模型材料参数

Table  1.  Model material parameters

材料名称	泊松比	弹性模量/GPa	单轴抗压强度/MPa	岩爆倾向性Wet
完整模型	0.221	1.268	9.6	9.8
含15°缓倾结构面模型	0.274	1.154	7.4	6.5
磷块岩	0.249	22.230	81.9	9.4

下载: 导出CSV 

| 显示表格

图  2  试件示意图

Figure  2.  Schematic diagram of rock mass sample

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.3   试验系统

试验系统由岩爆模拟装置、声发射监测模块、红外监测模块、DIC应变监测模块以及高速摄影监测模块组成，如图3所示。

图  3  试验系统

Figure  3.  Testing system

下载: 全尺寸图片 幻灯片

(1) 岩爆模拟装置

试验采用自主研发的YB-A气液复合型岩爆试验装置，该装置由电机、液压控制系统、气压控制系统组成。顶部最大加载能力为20 MPa，可对模型进行分级梯度加载，主机右侧及后侧安装有均布应力加载器，最大加载能力为5 MPa，可以实现三维围压加载。该主机前端门板带有限位功能，可精确限位以及开门卸载，从而模拟岩体在高地应力条件下因开挖作业引起的单面应力释放过程。

(2) 声发射监测模块

采用PXDAE-4F声发射系统。四通道高精度采集器采样频率为1 MHz，最高采样率为2.5 MHz，采集阈值为40 dB。

(3) 红外热像监测模块

采用自主研发的DMYB-03手持岩爆检测仪。光谱范围介于8～14 µm，温度灵敏度为0.05 ℃，能够实现目标区域的框选和高低温处的追踪功能。

(4) DIC应变监测模块

采用XTDIC应变测量系统，该系统由2个高精度摄像机、控制箱和三脚架组成。高速相机分辨率为2 448 Pixel×2 048 Pixel，像元大小为3.45 µm，拍摄频率为70 s^–1。控制箱为整个 DIC系统提供最快10 kHz的触发信号输出及720 W的电源供应。系统集成有13位精度AD转换，12位DA转换，满足绝大部分硬件支持。

1.4   试验过程

为探索深部岩体在开挖过程中梯度应力和缓倾结构面对岩爆的综合影响，本试验借助岩爆应力梯度公式^[13]：

式中：a为模拟开挖后试件切向应力分级加载过程中的增加值；b为应力梯度系数，b越大，顶部应力梯度相差越大；x为试件顶部某点到卸载面的距离，x取值为0、0.25、0.50、0.75 m，分别代表试件顶部的4个梯度；c为初始顶部压力。当$x=0$时，a+c为试件所受初始切向应力。

由式(1)可知，在地下开挖时，距开挖面越远，围岩所受切向应力越小。根据地应力测量结果^[19]，对于深部岩体，其垂直地应力σ_v与水平地应力σ_h之比的范围为1.25<σ_v/σ_h<3.30，且部分集中分布于0.5左右。因此，本文中的初始地应力设置为σ_v=σ₁=c >σ_h=σ₂=σ₃且σ_v/σ_h=2，其中，σ₁、σ₂、σ₃为试验初始围压，设置为σ₁=2 MPa，σ₂= σ₃=1 MPa。为分析不同缓倾结构面对岩爆破坏特性的影响，本文中采用b=6的高梯度加载路径对大尺寸试件进行加卸载试验，具体路径如图4所示。采用分级加载的方式，当模型加载至初始围压状态后，迅速撤离装置前侧限位门板，卸载一面水平围压。模拟开挖后按照路径分级施加竖向荷载直至发生岩爆，与此同此，利用实时监测系统记录加载过程中岩体试件的声发射特征、卸载面的红外特征、卸载面的DIC应变特征和岩体的破坏特征。

图  4  梯度应力加载路径

Figure  4.  Stress loading paths for different gradients

下载: 全尺寸图片 幻灯片

2.   含缓倾结构面岩体的宏观破坏特征分析

2.1   含缓倾结构面岩爆演化过程

借助高速摄影机捕捉试件的岩爆破坏过程。在梯度应力加载路径下，随着试件结构面倾角的增大，试件破坏程度和岩爆发生烈度也明显提高。图5给出了含不同缓倾结构面试件在梯度应力下发生岩爆的整个过程。不同倾角试件岩爆演化过程均可大致分为4个阶段，即安静阶段、裂纹发育阶段、稳定破坏阶段和全面崩塌（岩爆）阶段。

图  5  含缓倾结构面岩体岩爆演化过程

Figure  5.  Rockburst evolution of rock body with gently inclined structural surface

下载: 全尺寸图片 幻灯片

以试件A5为例，在开门卸载以后，试件A5仍处于安静阶段，卸载面未见明显破坏。当梯度应力加载至第4级时，σ_1-1达到4.0 MPa，试件顶部（第1条结构面附近）开始出现明显的裂纹并向下蔓延，预示着试件进入裂纹发育阶段。当加载至4 570.09 s时，试件卸载面最初产生裂纹的位置产生小规模碎片剥落，留下较浅的片坑。当加载进行至4 815.81 s时，在原有岩爆坑内继续发生碎片弹射，岩爆坑向岩体内部进一步扩展。当梯度应力加载至第5级时，σ_1-1达到4.5 MPa，卸载面上最初破坏位置开始向周围拓展，直至裂纹贯穿，产生大块碎片崩落，标志着试件进入稳定破坏阶段。当试件加载至4 830.26 s瞬间，试件进入全面崩塌阶段，试件上部产生全面的剧烈破坏，卸载面上部含结构面附近的岩体碎块崩出，伴随岩粉喷出，范围不断扩大，形成最终的岩爆坑，具体如图5(a)所示。

3种不同倾角结构面试件的总体演化过程具有共同特征，即随着结构面倾角的增大，试件发生的岩爆烈度存在明显差异，含25°倾角结构面试件在梯度应力路径下产生的岩爆最剧烈，且岩爆过程持续时间最短，约为7 s，但试件出现前兆破裂到岩爆发生的时间间隔最长。含5°倾角结构面试件在同一应力路径下产生的岩爆烈度最弱，岩爆破坏过程持续时间最长，约为12 s，试件发生前兆破裂事件到发生岩爆的时间最短。

吝曼卿等^[18]的研究结果表明，完整类岩体试件在该应力路径下产生岩爆破坏时，试件承受的最大第一梯度应力为5.5 MPa。而含缓倾结构面试件在岩爆破坏瞬间所能承受的最大梯度应力下降至4.5 MPa，说明缓倾结构面导致试件的有效承载力下降，岩爆孕育阈值明显下降。此外，受结构面影响，试件岩爆产生的岩爆烈度和爆坑形态也存在差异。试件含结构面时，岩爆主要由岩体结构面附近裂纹的扩展演化而成^[20]，破坏范围较小，伴随的震动和声响也相对较小，岩爆产生后，对试件的整体稳定性影响较小。相反，完整不含结构面试件在同一加载路径下发生岩爆时，岩体卸载面整体发生大规模破坏，震动剧烈，声响较大，破坏范围相对较大。含缓倾结构面试件的岩爆破坏受结构面控制，结构面的存在使得应力分布发生改变，影响了岩体内部的应力集中，弱化了整个试件的有效承载力，改变了岩爆发生条件，因此，含缓倾结构面试件更容易发生岩爆。

2.2   含缓倾结构面岩体岩爆破坏特征

结构面倾角越大，碎屑分布的距离越远，如图6所示。由图6(a)可知，含5°倾角结构面试件岩爆产生的碎屑主要分布在距卸载面0.2～0.3 m的区域，最远的碎块距卸载面0.57 m，碎屑分布集中，碎屑总质量达到2 201 g。由图6(b)可知，含15°倾角结构面试件的碎屑主要分布在距卸载面0.3～0.4 m处，最远距离达到0.79 m，碎屑分布较集中，多以小型碎片为主，碎屑总质量为3 510 g。由图6(c)可知，含25°最大倾角结构面试件的大部分碎屑均分布在距卸载面0.5～0.6 m的区域，但是其碎屑分布最远可达1.12 m，且碎屑分布较零散，块状碎屑较多，碎屑总质量达到4 125 g。由此可见，随着结构面倾角的增大，试件岩爆时喷射的碎屑分布的距离变大，喷射碎屑的总质量也随之增加。

图  6  岩爆后碎屑分布

Figure  6.  Debris distribution after rockburst

下载: 全尺寸图片 幻灯片

此外，通过对岩爆爆坑进行测试，发现试件A5的岩爆爆坑主要分布于第1条结构面与第2条结构面之间，且爆坑最深为3.5 cm；试件A15的岩爆爆坑范围显著大于试件A5，主要分布在第1条结构面与第3条结构面之间，爆坑最深为4.7 cm；试件A25的爆坑范围相比A15并没有增大，但爆坑深度显著增大，最大深度可达7～8 cm，表明岩体结构面在极大程度上制约了岩爆坑的边界与形态。结构面的存在导致模型内部应力分布发生变化，导致剪切应力集中在结构面附近，从而引发更剧烈的岩爆破坏动力特征。当结构面倾角增大时，岩石体内的应力状态更加复杂，特别是在结构面上容易产生较高的剪切应力，从而促使模型在结构面附近发生破坏，加剧岩爆的烈度和破坏程度。

3.   含缓倾结构面岩体的岩爆演化特征

3.1   基于声发射能量的岩爆演化机制

以声发射（acoustic emission，AE）能量和累计能量为主要分析指标，试验过程中通过获取试件在加卸载过程中的声发射值，重点分析含不同缓倾结构面试件在梯度应力下的岩爆孕育机制。

含缓倾结构面试件加载过程中的声发射能量和累计声发射能量分布特征如图7所示。从图7可以看出，声发射累计能量曲线整体表现为先稳步缓慢增长、在岩爆发生前出现“跳跃式”增长的趋势，跳跃的幅度和频率代表破裂试件发生的剧烈程度和集中程度^[21]。在声发射最后的能量密集处，含不同倾角结构面试件产生不同程度的岩爆，且试件A5、A15、A25的单次声发射能量峰值依次为19、31、39 V·μs，声发射累计采集能量依次为278、672、1 080 V·μs，具体如表2所示。表示当试件含缓倾斜结构面时，产生的岩爆烈度随着结构面倾角的增大而提高。

图  7  声发射能量特征

Figure  7.  Acoustic emission energy characteristics

下载: 全尺寸图片 幻灯片

表  2  声发射能量参数

Table  2.  Parameters of acoustic emission energy

试件	结构面倾角/(º)	单次最大能量/(V·μs)	累计能量/(V·μs)
A5	5	19	278
A15	15	31	672
A25	25	39	1 080

下载: 导出CSV 

| 显示表格

根据声发射能量的分布特征，试件稳压结束，开始梯度加载后，试件内部均出现明显的破坏，尤其是在每次荷载梯度加级的时候，大量破坏随之出现。由于结构面倾角不同，各试件每一级出现的破裂事件数量及能量大小有所差异。结构面倾角为5°的试件在整个梯度加载的过程中出现了5次较密集的破坏；结构面倾角为15°时，试件在整个梯度加载过程中出现了14次较密集的破坏；而当结构面倾角增大到25°时，试件在整个梯度加载过程中出现了更密集的集中破坏。每次密集破坏的平均能量也随着结构面倾角的增大而升高，破坏平均能量大小依次为8.4、17.2、23.6 V·μs。

综上可知，试件结构面倾角越大，岩爆的前兆集中破坏越多，且前兆破坏能量越大，所有破坏事件的声发射能量大致呈现先逐步递增然后下降的趋势，产生的岩爆烈度随结构面倾角的增大而提高。

3.2   基于声发射波形参数的岩石破坏细观机制分析

岩石在受外部荷载作用产生破坏时，主要产生张拉裂纹和剪切裂纹^[22]。岩石产生张拉裂纹时，裂纹两侧反向运动，导致对应产生的声发射波形上升时间短、振幅高；而产生剪切裂纹时，对应的声发射波形上升时间长、振幅较低^[23]。因此，RA值（上升时间与振幅之比，单位为ms/V）与AF值（声发射振铃计数与持续时间之比，单位为kHz）的比k可用于大致区分岩石内部裂纹类型^[24]。在JCMS建筑规范中，将斜率为k且经过原点的直线作为2种裂纹分类的分界线，k可取1～200之间的任意整数。k的取值会影响试验结束后不同裂纹的数目，但在同种加载方式下，k值不会影响裂纹演化趋势^[25]。基于3个试件均按最高梯度路径加载，RA的取值范围为0～50 ms/V，AF的取值范围为0～80 kHz，因此，针对本试验模型，k取值为2。图8给出了不同缓倾结构面试件在整个岩爆演化过程中AF-RA值分布散点图。由图8可知，随着试件所含结构面倾角的增大，试件内部受力破坏由以应变型张拉破坏为主逐渐向张拉-剪切复合型破坏过渡。

图  8  AF-RA值分布散点图

Figure  8.  AF-RA distribution scatter plot

下载: 全尺寸图片 幻灯片

3.3   DIC卸载面破裂演化特征

DIC是利用物体变形前后特定散斑点的统计强相关性能，实现对相关材料的表面位移场进行分析，可为监测试件表面的变形破坏提供有效手段。本文中，利用DIC监测技术得到试件卸载面的表面应变场，如图9所示。图中的不同颜色代表不同的应变程度，颜色越鲜艳，表示应变越大，而图中的线性图例代表每种颜色对应的具体应变值以及占比情况。最大相对应变（ε_max）是全局应变的最大值与最小值之间的差异，用于衡量试件应变分布的不均匀程度，数值越大，表示应变集中情况越显著。

图  9  DIC应变监测云图

Figure  9.  Diagrams of DIC strain monitoring

下载: 全尺寸图片 幻灯片

以试件A15为例，具体分析发生岩爆的整个过程中其DIC应变场的演化规律，如图9(b)所示。从对试件进行卸载开始监测，监测初期，卸载面表面的应变场呈现顶部大、底部小的状态。加载至3 000 s时，表面应变场被分成均匀的3部分，此时，最大相对应变为0.875。继续加载至4 916 s，表面右上角出现应变集中现象，表示试件已产生破坏，此时最大相对应变为4.272。当加载至4 920 s时发生岩爆，此时监测到岩体周围应变迅速下降，最大相对应变仅为3.071，但是很快应变重新分布，当最大相对应变上升至4.770时，产生明显的宏观岩爆破坏。

在整个DIC应变监测过程中，3种试件都具有同一规律，即卸载面表面应变分布明显被结构面控制，从顶部到底部逐渐变小，出现了均匀的梯度分布现象。随着加载的进行，卸载面表面应变逐步变大，试件顶部位置由于结构面的存在产生了明显的应力集中现象，在整体应变场中应变最大。这也进一步说明岩爆主要发生在结构面之间的试件顶部位置。而在岩爆发生之前，可以观察到试件顶部的同一水平位置应变场分布逐渐不均匀，出现这种现象是由于试件顶部发生破坏瞬间释放了弹性能。试件首先发生破坏的位置会由于碎屑的崩落和弹射而迅速释放应力，导致周围应变场重新分布，而卸载面其他未破坏部分的应变场迅速降低后再迅速升高，以致最终发生破坏。

3.4   卸载面红外辐射演化特征

红外辐射温度场在一定程度上也能预示岩爆的发生。通过自主研发的岩爆仪捕捉试件卸载面在受力过程中的红外辐射值。在卸载面上，红外辐射值相对更高的区域即为“高温区”，这些区域在红外辐射特征图中会展现出更高的暖色调，如图10所示。以试件A25为例，在加载初期，能量统一在顶部聚集，出现高温聚集区。随着加载的进行，上部高温区不断扩大，且该区域温度明显高于其他部位；直至第1次破裂，片状碎块掉落瞬间，表面高温区迅速消散，开始孕育下一次破裂。继续加载，试件进入稳定破坏期，高温聚集区开始全面崩塌，大量高温碎块掉落，形成岩爆坑。已有研究^[26]表明，岩爆通常发生在红外高温区域，而本文中岩爆发生位置也是结构面暴露在卸载面处的红外温度场高温区域，表明含缓倾结构面的岩体结构面附近更容易积聚能量，导致破坏以至发生岩爆。

图  10  红外辐射特征

Figure  10.  Infrared thermal

下载: 全尺寸图片 幻灯片

为分析含缓倾结构面试件在整个加载过程中最高温度随时间的演化过程，统计分析了含结构面试件在加卸载过程中卸载面的最高温度-时间曲线，如图11所示。以试件A25为例进行分析，如图11(c)所示。可以看出，整个过程大致可分为起始波动期（Ⅰ）、温度平稳期（Ⅱ）和温度突升期（Ⅲ）3个阶段。在起始波动期，含结构面岩体的最高温起伏较大，温差在2 ℃左右，周期在100～120 s。加载至3 600 s时，试件进入温度平稳期，此时温度波动较起始波动期平稳，温差波动在1 ℃左右，周期增长至500～600 s，大部分破坏在此阶段产生，是岩爆孕育的重要阶段。加载至5 100 s时，试件进入温度突升期，在此阶段初期，试件卸载面的最高温度处于稳定状态，温度波动在0.2 ℃左右，经过200 s，温度突然升高至33.8 ℃，上升了3.1 ℃。这是因为此时发生了岩爆，并且伴随着大量高温区碎屑的崩出，试件加载过程中积攒的能量得到释放。

图  11  试件加载过程中表面最高温度-时间曲线

Figure  11.  Maximum temperature-time curves during loading of specimen

下载: 全尺寸图片 幻灯片

此外，虽然不同缓倾结构面试件在整个岩爆演化过程中的红外辐射大致相似，但是监测得到的卸载面的最高温度却随时间变化存在一定差异。试件A5在温度突升期的最高温度相较于试件A15和A25没有明显的跳跃上升，但是在岩爆发生之前的整个阶段都是逐步上升的，岩爆发生时，其最高温度上升了0.3 ℃，而整个上升过程持续了100 s，这也预示着岩爆即将发生。试件A15在温度突升期的最高温度上升了2.5 ℃，试件A5、A15、A25在岩爆发生时，表面卸载面的最高温度呈递增趋势。

综上分析，受试件缓倾结构面影响，结构面倾角越大，试件内部受力破坏由以应变型张拉破坏逐渐向张拉-剪切复合型破坏过渡，含缓倾结构面试件在受力作用下积聚的能量越多，表现在卸载面捕捉的红外辐射最高温度上升越大。

4.   结　论

通过对含缓倾结构面的大尺寸试件进行三向加载-单面卸载的应力梯度加卸载岩爆试验，研究了含缓倾结构面岩体的岩爆演化机制和破坏特征，得到以下主要结论。

(1) 含缓倾结构面试件在梯度应力荷载下均发生岩爆，岩爆孕育的宏观破坏过程均可分为安静阶段、裂纹发育、稳定破坏和全面崩塌（岩爆）4个阶段。相较于完整试件，含缓倾结构面试件岩爆时所受的最大梯度荷载均明显下降。

(2) 室内试验验证了结构面对岩体的破坏模式具有控制作用，极大地限制了岩爆爆坑的边界以及破坏范围。随着结构面倾角的增大，试件破坏范围、岩爆碎屑弹射最大距离和岩爆碎屑总质量均呈上升趋势，岩爆破坏动力特征增强。试件声发射累计能量也随结构面倾角的增大而上升，其破坏事件中剪切破坏占比由28.1%提升至30.4%和32.9%。

(3) 在岩爆即将发生时，各试件内部破坏事件频繁发生，声发射能量具有上升趋势。试件表面DIC高应变区域范围逐渐收拢，并聚集到一点，同一水平位置产生一定的应变差，所有试件均在最大相对应变为4.2左右时发生岩爆。卸载面最高温曲线振动幅度变小，波动趋近0.1 ℃，相比于加载初期，其曲线表现更稳定，持续60 s左右，预示岩爆即将发生。

(4) 试件受缓倾结构面影响，结构面倾角越大，试件内部破坏形式由以应变型张拉破坏逐渐向张拉-剪切复合型破坏过渡，含缓倾结构面试件在梯度应力作用下积聚的能量越多，卸载面捕捉的红外辐射最高温度上升越高，最终表现为岩爆烈度越强。

本文中，基于相似材料试验得出了含缓倾结构面试件在梯度应力作用下的岩爆特性，由于相似材料的物理力学性质与实际工程中的天然岩石存在差别，仅在试验条件下进行规律分析存在一定的局限性。当应用于实际工程时，还需结合具体工况进行适当修正。