材料的疲劳损伤特性研究已开展了几十年的时间,获得了丰富的成果。相对于其它材料,岩石类材料的疲劳损伤特性研究仍然比较滞后,其在循环动载作用下的疲劳损伤特性及机制仍需明确,理论体系还尚待完善。本文依托国家自然科学基金项目,以三峡库区边坡常见砂岩为研究对象,借助室内单轴试验、循环动力试验、核磁共振技术、数值计算和理论推导等手段较为深入系统地研究了循环动载下砂岩的损伤力学特性、细观损伤演化机制以及岩质边坡在反复微震作用下的长期稳定性。本文主要研究成果如下:（1）开展了不同加载速率下的砂岩单轴压缩试验,得到了起裂应力、扩容应力、峰值强度等砂岩特征应力和弹性模量和加载速率之间的关系。试验结果表明,砂岩特征应力和弹性模量都随着加载速率的增加而增加。其中,起裂应力、扩容应力和弹性模量与峰值强度呈线性关系;起裂应力与峰值强度比、弹性模量与应变率对数之间存在线性函数关系。说明随着应变率的增加,岩石进入塑性阶段的时间发生延后,塑性段在全应力应变曲线中占比减小,弹性段占比增加,岩石的弹性特性更明显。建立了波速-回弹综合法单轴强度预测模型。对比分析了波速、回弹和波速-回弹综合法三种无损估算法下的砂岩单轴强度预测精度,波速-回弹综合法的估算精度比釆用“单因素方法”有较大提高。（2）开展了库岸边坡砂岩疲劳损伤试验,得到了加载频率、应力水平与砂岩疲劳寿命之间的关系。试验结果表明,在1³Hz范围内,固定其它加载条件下,频率越高,岩石疲劳寿命越高;疲劳寿命对数与加载频率存在线性函数关系;砂岩疲劳寿命对数与上限应力存在线性函数关系,由此建立了基于S-N曲线的疲劳寿命预测模型。对比循环动载与静力试验曲线发现,循环动载作用下的极限变形应力水平线靠近其与单轴压缩应力应变曲线跌落段的交点。在1³Hz范围内,最终破坏时的砂岩轴向变形量基本相同,表明疲劳破坏极限变形受到加载频率的影响很小。通过引入考虑应变率对应力水平影响的的校正系数,建立了考虑频率、加载应力水平的多因素疲劳寿命预测模型。（3）对不同加载次数下的砂岩试样进行了核磁共振试验,得到其不同工况下孔隙度,T₂谱图和核磁成像结果,结果均有良好的一致性。均揭示了不同循环次数下砂岩内部在初始变形阶段、低速变形阶段和加速变形阶段的裂隙发展规律。（4）利用颗粒流程序对循环动载作用下砂岩的细观演化规律和能量耗散过程进行了研究,将循环动载与静力加载计算结果进行了对比,揭示了岩样疲劳细观损伤和能量耗散机制。得到循环动载作用下,岩样破坏前吸收的能量主要以滑动摩擦能和弹性应变能的形式耗散和储存下来,试样内部颗粒之间接触机会的增多导致内部大量裂纹产生。最终综合对比核磁共振和数值试验结果,发现两者在细观损伤演化规律上一致,数值计算进一步解释了核磁成像孔隙均匀分布的成因。（5）以循环动载作用下砂岩累积变形特性为基础,构建了可以描述砂岩初始变形、低速变形和加速变形阶段的基于变阶分数阶导数的非线性流变本构模型。采用1st Opt计算软件中Levenberg-Marquard（LM）算法,依照砂岩疲劳试验数据对本构方程参数进行了求解并对曲线进行了拟合,验证了砂岩非线性流变本构模型的适用性。（6）采用最小二乘法对动态弹性模量衰减过程进行拟合,建立了基于剩余刚度的砂岩弹塑性疲劳损伤演化模型。同时,结合多因素疲劳寿命预测模型建立了基于刚度衰减的新型砂岩疲劳损伤计算方法。利用有限差分软件进行了二次开发,在成功验证适用性的基础上,对一个节理岩质边坡进行了V、VI和VII度地震烈度下的边坡稳定性计算。对比了软件自带M-C模型和本文模型计算结果,结果表明本文模型下,边坡计算结果更趋于安全,具有一定优势。结合水库诱发地震能达到的最大烈度,采用烈度为III和IV度的微弱地震波对边坡模型进行了多次地震作用下稳定性计算。研究得到随着地震加载次数增加,边坡动力稳定性系数减小,边坡损伤累积速度加快。不同烈度下,地震烈度越高,边坡损伤累积速度越快。通过记录地震波循环往复作用下坡体速度矢量和位移矢量变化,对地震作用下边坡失稳过程进行了分析。