本文通过对大理岩进行不同应力加载速率下的常规单轴压缩试验与不同初始加载应力下的单轴蠕变试验，研究了大理岩瞬时及流变力学特性，并在其力学特性基础上分别研究了考虑应力加载速率的瞬时本构模型与大理岩流变本构模型。在瞬时力学研究中，作者设计了五个级别的应力加载速率并对大理岩实施了各应力加载速率下的单轴压缩试验，分析了不同应力加载速率下大理岩变形特征、强度特征、破坏特征及能量交换特征。分析结果表明，应力加载速率的提高对大理岩的力学性质具有增强效应。当应力加载速率增大时，大理岩变形模量增大，强度增大，脆性增强。基于应力加载速率对大理岩力学性质增强效应，应用统计损伤力学与BP神经网络技术分别构建考虑应力加载速率影响的瞬时本构模型。两种模型各自具有相应的优点。统计损伤模型不仅考虑了应力加载速率效应，同时从损伤的角度展示了大理岩破坏的机制。而BP神经网络模型则具有快速建模且较强的工程实用性特点。在大理岩流变力学研究中，作者首先设计并实施了不同初始加载应力，相同加载应力增量与相同单级持续时间的单轴分级加载蠕变试验。蠕变曲线反映了大理岩作为脆性岩石具有的非线性流变特征。通过对蠕变曲线的深入分析，总结了四种具有代表性的大理岩变形方式，并提出了“加速临界应力区间”、“负蠕变”及“等速临界应力”等概念，同时对其进行了初步探讨。在对大理岩蠕变变形的速率特征、长期强度计算与特征、破坏特征分析的基础上总结了不同的初始加载应力对其变形及破坏具有的影响。其次对蠕变破坏大理岩断口与切片进行了微细观观察试验，对破坏断口的微观花样与切片裂纹的展布及形态进行了分析，并在此基础上对大理岩蠕变破坏机制进行了探讨，得出大理岩蠕变破坏遵循原始裂纹缺陷的加载损伤试样内部非协调变形损伤加剧裂纹扩展壮大宏观劈裂伴生剪切破坏的发展模式。再次，基于分数阶微积分理论的数学优势，用分数阶微积分构建了大理岩流变模型，并应用损伤力学及非线性粘滞理论对模型进行了改进，得到了可反映大理岩非线性流变特征的变参数蠕变损伤模型。基于大理岩加速蠕变阶段的特点，提出了两个非线性粘滞元件，将其与分数阶微积分元件联合建模，得到了两个可反映大理岩整体流变特征的四元件模型。基于流变本构模型实用性原则，本文从改进一种弹塑性体元件入手，联合分数阶微积分元件，构建了一种新的、实用的及简洁的三元件模型。模型经过验证其具有较好的模拟精度与推广性。最后，基于支持向量机学习技术的发展优势，将其引入岩石流变本构模型研究中。在简述了支持向量机特点的基础上构建了分别加载下岩石流变的支持向量机模型。模型经过验证具有较高的模拟精度与快速工程应用特性。