每年的6~9月，重庆地区表层岩层频繁遭受高温暴晒及酸雨作用。据有关地质报告调查显示，灰岩是重庆区域内最常见的地表岩层之一，其矿物中含有大量的CO32-离子。在酸性环境下，灰岩含CO32-离子矿物与酸雨溶液中的H+离子会发生化学反应，微观上，局部改变了其矿物含量并使其内部结构胶结物质减少，进而引发宏观力学性质发生明显改变，严重时还会导致岩体的整体失稳。为了建设工程的安全稳定，本文针对重庆地区典型的酸雨-高温作用环境，以交替作用次数为变量，研究灰岩的物理力学变化规律及其劣化效应。力学性质方面，通过室内试验研究了灰岩各试验参数随交替作用次数的变化规律；劣化效应方面，宏观上基于力学性质变化规律，研究宏观力学性质的劣化效应；微观上从微观矿物含量的变化出发，研究灰岩微观矿物随交替作用次数的劣化效应。最后，基于各试验参数的劣化规律，充分考虑交替作用次数、围压及内摩擦角与应力间的关系，建立了灰岩的本构模型。本文的主要研究内容及成果如下：
　　(1)为了研究酸雨-高温交替作用对灰岩物理力学特性的影响，配制了一定pH值得酸性溶液，对灰岩进行一定时间浸泡后再在设定温度下进行高温作用，然后再自然冷却，如此往复交替作用。试验设计了（0次、5次、10次、15次、20次）5种不同交替作用次数。对不同作用次数下的灰岩物理力学性质进行测试，获得了灰岩质量损失率、单轴抗压强度、单轴压缩弹性模量及变形模量、三轴抗压强度、三轴压缩弹性模量和变形模量以及巴西劈裂强度参数，并探讨了灰岩在酸雨溶液-高温不同交替作用次数下的力学变化规律。结果分析表明，在设定的交替作用次数范围内，各试验力学参数均呈现出随着作用次数的递增而有所减弱的趋势；除质量损失率随交替作用次数呈现对数相关关系外，其他各试验力学参数与作用次数之间具有良好的二次多项式相关关系，并都表现出随作用次数的增加而减小，使得其脆性持续削弱，塑性增强的结果。
　　(2)使用总劣化度Dj、阶段劣化度△Dj及阶段内平均劣化度△Dj??标定酸雨溶液-高温不同交替作用下灰岩各试验参数的劣化程度。基于试验结果，计算得到各物理力学参数的Dj、△Dj与△Dj??值，将各参数总劣化度平均值进行拟合，然后进行归一化处理，最后对归一化函数进行求导，得到各试验参数的劣化速率。对求得的不同参数的劣化速率用劣化系数CD进行表征，分析得到不同酸性溶液-高温交替作用次数下灰岩各物理力学参数的劣化强弱排序为：云母(微观)＞单轴抗压强度＞三轴变形模量＞方解石(微观)＞单轴弹性模量＞三轴弹性模量＞三轴抗压强度＞白云石(微观)＞内摩擦角＞间接抗拉强度＞单轴变形模量＞粘聚力。再根据参数劣化强弱序列，得到不同酸性溶液-高温交替作用次数下灰岩的劣化效应的四个阶段，按先后顺序分别是：①微观矿物化学反应阶段；②力学损伤开始阶段；③力学损伤扩展阶段；④力学损伤稳定阶段。
　　(3)根据不同酸雨溶液-高温交替作用次数下灰岩的各力学参数劣化速率强弱结果，充分考虑弹性模量、围压、交替作用次数与内摩擦角的前提下，基于连续损伤因子、Weibull分布统计理论与Lemaitre提出的应变等价假定，建立了适合于受酸雨-高温劣化作用的灰岩单轴与三轴压缩损伤本构模型。通过试验数据对建立的统计本构模型进行验证，表明该模型基本能够反映出单轴、三轴压缩条件下的应力-应变曲线特征，但理论值与试验值相比整体上偏大。此外，在试验的酸雨溶液-高温交替作用次数范围内，灰岩的各种强度损伤程度按由大到小次序排列为：单轴抗压强度损伤＞三轴抗压强度损伤＞间接抗拉强度损伤，即灰岩的单轴抗压强度的损伤程度最严重。