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水-岩作用下库岸边坡安全问题日益突出,在水-岩作用下库区边坡岩体的力学响应有别于一般岩体,库水位大幅涨落下库岸边坡岩石的损伤变形、蠕变破坏等现象,已经引起学者们的关注,但对其成因尚缺乏深入研究。因此,针对库水位大幅涨落下库岸边坡岩石的力学劣化和时效变形等问题,以三峡库区库岸边坡红砂岩为研究对象,考虑库区岩石在水电站运营中经常遇到的“不同含水率、不同含水状态、不同水-岩循环”三种情况,采用室内试验和理论分析相结合的方法,对这三种情况的红砂岩进行室内试验,结合试验结果系统研究红砂岩在不同水-岩作用下红砂岩蠕变变形和能量特征。主要研究成果如下:(1)根据不同含水率的声波测试试验、单轴压缩试验,不同含水状态的和不同水-岩循环作用下的单轴及三轴压缩试验分析发现,不同含水率、不同含水状态和不同水-岩循环作用三种情况对红砂岩强度均有明显的削弱作用,由SEM扫描电镜试验,发现三种情况使得原本紧密排列的颗粒逐渐变得松散,胶结质逐渐溶蚀,内部的孔隙逐渐增大。相对而言,不同水-岩循环次数对红砂岩的劣化程度要大于不同含水率和不同含水状态。(2)从不同水-岩循环和不同孔隙水压下三轴蠕变试验的结果分析发现,随着水-岩循环次数和应力水平荷载的增大,红砂岩的蠕变量逐渐增大。红砂岩变形能力明显强于无孔隙水压时红砂岩的变形能力,变动水压使得红砂岩各级稳态蠕变速率明显提升。比较应力-应变等时曲线簇法和稳态蠕变速率法这两种方法确定红砂岩长期强度的适用性发现,稳态蠕变速率法求长期强度对于红砂岩这样稳态蠕变现象不明显的岩石更为适用。(3)基于红砂岩蠕变试验曲线具有弹性变形、黏性流动等特点,在西原模型的基础上嵌入一个理想黏塑性体力学模型,建立了能描述红砂岩粘弹塑性特性的非线性本构模型。引入水-岩循环作用下红砂岩损伤变量,拟合试验曲线获得模型参数,建立了一种能描述该损伤效应的红砂岩非线性粘弹塑性蠕变模型。(4)从不同含水率单轴压缩试验、不同含水状态和不同水-岩循环的单轴、三轴压缩试验的能量耗散分析发现,红砂岩的弹性应变能随围压的增大而增大,围压增强了红砂岩的存储能量的能力。相比其他两种情况,红砂岩应变能的耗散受水-岩循环影响比较大。结合红砂岩能量特征建立了能够刻画三轴压缩下岩石系统内部结构变化和内在能量演化过程的能量损伤本构模型。