作为典型的无序非均匀脆性介质的岩石，在受载过程中的变形局部化演化和灾变破坏都呈现明显的不确定性，这是灾变破坏预测所面临的主要困难之一。本文在局部化演化与灾变破坏这两种具有不确定性的现象之间，寻找某种一定程度上具有确定性的关系，并结合灾变破坏研究的另一种方法——灾变前兆的统计分析，为灾变破坏预测提供新思路和预测线索。主要研究内容如下：　　 ⑴分析了一维情况下均匀变形场线性失稳的条件。基于分区平均场近似和驱动阈值非线性模型的理论分析可以看出，试样的灾变破坏强烈地依赖于局部化和局部化区的损伤弱化特征。推导了刚性加载和弹性加载两种加载条件下局部化区尺度与灾变破坏点应变的关系。　　 ⑵自行搭建了进行载荷、位移和变形场信号同步观测的实验系统。对实验系统进行标定，结果表明该系统的测量精度满足我们的实验分析的要求。通过双光束电子散斑干涉法和白光散斑相关方法，对单轴加载下岩石试样的位移场演化的局部化现象进行了实验观察。基于白光散斑相关方法，分析了应变场的跨尺度涨落和自相关函数的演化特点，对单轴加载下岩石试样表面应变场涨落和涨落率的时空演化特征进行了分析。　　 ⑶基于局部应变失稳点分布的时空演化特征，给出了定义局部化区尺度的方法，基于实验观测确定了局部区的尺度。基于整体平均场和局部平均场近似，对实验中灾变破坏点的应变进行了预测，验证了局部化区尺度与灾变破坏点应变的理论结果。　　 ⑷通过理论模型分析，可以看出当控制变量趋向于灾变点时，对应于损伤体的位移、损伤变量和损伤消耗和释放的能量等响应量的响应函数成幂律发散，并且在灾变点具有-1/2阶临界奇异性，相应的敏感度具有更高的-3/2阶奇异性，且奇异性指数与介质的非均匀性、加载模式和加载环境刚度无关。并通过两种不同刚度的实验机加载下大理岩和花岗岩两种非均匀性不同的岩石材料的实验，验证了理论模型分析的结论。