岩石颗粒的细观接触破损机制对堆石料的宏观力学行为有重要影响。本文在国家自然科学基金项目“颗粒接触蠕变破损对堆石料宏观流变行为的影响(编号:11372230)”的支持下,针对灰岩材料标准劈裂新鲜节理和天然非规则节理试件开展了压剪应力条件下的直接剪切试验和时间相关性蠕变试验。借助三维光学扫描仪和声发射仪,观察试验前后节理面形貌、分形维数变化以及加载过程声发射特性,揭示了节理灰岩压剪试验过程接触损伤分形演化和微观断裂机制。主要研究成果如下:(1)岩石材料剪切力学行为具有显著的压力敏感性。节理灰岩瞬时剪切强度和长期剪切强度均与法向压力成正比,满足Mohr-Coulomb准则。(2)采用三维光学扫描仪对加载前后试件表面进行形貌重构,根据分形理论计算灰岩节理面不同加载阶段的分形维数。将粗糙度和起伏度作为节理表面细观和宏观尺度下的分形度量,探究岩石节理剪切过程的细观分形演化规律。(3)天然非规则灰岩节理压剪力学行为与规则试件类似,峰值剪切力与法向压力呈近似线性关系。剪切过程法向压力保持恒定,法向位移随加载不断变化,由法向位移曲线可知剪切过程伴随闭合和剪胀效应,法向压力越小,剪胀现象越明显。(4)岩石损伤断裂过程会产生声发射活动。通过采集和分析声发射信号,可以揭示灰岩压剪试验过程中损伤和断裂的萌生和发展。试验结果表明,AE事件数变化规律与加载曲线趋势一致,声发射较为活跃的试件为主剪切面,主剪切面在加载过程发生主要损伤和断裂。(5)规则和非规则节理灰岩分级加载剪切蠕变试验结果表明,蠕变曲线随加载呈阶梯型增长。每级加载初期为瞬时变形阶段,位移增长较快;衰减蠕变阶段位移增长逐渐变缓,逐渐趋于稳定达到定常蠕变阶段。基于岩石材料五元件非线性黏弹性蠕变模型对蠕变试验曲线进行辨识,获得模型各参数拟合值,试验数据与拟合曲线吻合较好,表明五元件模型能够合理正确地描述岩石材料剪切蠕变行为。(6)蠕变过程中法向位移随蠕变时间不断变化,每级加载瞬时出现剪胀现象,随后在法向压力的作用下缓慢闭合。粗糙度随加载减小和增大,表明剪切表面出现了光滑化和粗糙化现象。累计AE事件数随时间变化曲线与剪切分级蠕变曲线变化趋势一致。