巴东组泥岩是红层软岩的一种,是典型的易滑地层,因此研究巴东组泥岩的力学特性有着十分重要的意义。本文以巴东组泥岩为研究对象,开展了一系列室内瞬时力学试验和蠕变力学试验,在充分掌握了巴东组泥岩的力学特性基础上,建立了适用于巴东组泥岩的非线性蠕变本构模型,并采用最小二乘法对蠕变本构模型进行参数识别,对新建的蠕变本构模型进行了程序的二次开发和验证,最后应用二次开发的creep子程序建立数值模型,对边坡在支护前后表现出来的时效性变形特征进行了分析,主要研究内容和结论如下:（1）影响巴东组泥岩力学性质最根本的原因是巴东组泥岩的物质成分,其产生崩解性和膨胀性的原因为其内部存在的Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺等交换性阳离子,这些离子吸附在泥岩颗粒表面,使得岩石颗粒具有较高的亲水性。巴东组泥岩富含高岭石、伊利石和蒙脱石等黏土矿物,在水介质参与过程中,会发生一系列的溶解、离子交换,容易造成矿物间孔隙的扩大的同时造成矿物间的联结能力降低,在外力作用下,最终导致巴东组泥岩内部微观裂纹的扩展,进而造成岩石的破坏。（2）在单轴和三轴常规压缩试验下,分析了岩石破裂过程中的能量变化特征;改进划分岩石变形阶段的轴向应力差方法,确定了天然和饱和条件下裂纹闭合应力、启裂应力值,更准确划分了岩石变形的5个阶段;水对巴东组泥岩强度和变形的影响是显著的,饱和条件下的单轴压缩强度、三轴压缩强度均有所下降,而对应的峰值应变明显增加;岩石的破坏形态主要有两种形式:单轴条件下巴东组泥岩主要为脆性断裂破坏,而在三轴条件下则主要变现为压剪破坏,且伴随一定延性破坏。（3）巴东组泥岩在直剪试验过程中,表现出脆性特征,剪应力峰值“跌落”明显;剪断面通常覆盖碎石,而碎石的重复剪切使得剪应力存在较大波动,有时会出现多个剪应力峰值,难以判断峰值剪应力。采用二次抛物线函数拟合原位剪切试验数据,同直线型的莫尔库伦准则一样都体现出了较好的拟合效果,但是在较低和较高应力水平下,采用直线型莫尔库伦强度准则过高的估算了岩石的抗剪强度;在中等应力水平下,直线型破坏准则低估了岩石的抗剪强度。（4）巴东组泥岩蠕变力学试验表明:各个加载等级下,瞬时应变量对总应变量贡献最大;蠕变应变量随着应力水平的增加而增加,而破坏等级下蠕变应变量明显大于其他加载等级下的蠕变应变量;较低应力水平下,岩石表现出初始蠕变和稳态蠕变的特征;在较高等级下,岩石可进入加速蠕变阶段,体现出明显的蠕变三阶段特征;较低应力水平下,岩石的稳态蠕变速率变化较小,随着应力水平的增加,稳态蠕变速率呈现出指数函数型增长;相同应力水平时,低围压下的稳态蠕变速率较大,体现出围压对蠕变应变的控制作用;相同围压条件时,高应力水平下岩石的稳态蠕变速率要大于低应力水平,说明荷载的增加加速了岩石的蠕变;蠕变的应力应变关系包括瞬时加载形成的斜线段和蠕变形成的平直线段,蠕变的应力应变关系曲线明显低于瞬时三轴压缩试验的曲线,说明了蠕变减弱了岩石强度;采用体积扩容法确定了巴东组泥岩的长期强度,采用三个围压的长期强度值计算得到了巴东组泥岩的长期抗剪强度指标,与瞬时力学抗剪强度指标相比,粘聚力下降了37.8%,内摩擦角下降了49.5%,说明蠕变造成了岩石抗剪强度的较大幅度的降低;此外,长期强度值略微大于岩石的瞬时屈服应力,可能的原因为蠕变硬化现象。（5）考虑到泥岩的应变硬化效应,建立了具有屈服强度阈值和长期强度阈值黏塑性体以及具有应变阈值的非线性牛顿体组成的的非线性黏弹塑性蠕变本构模型,并推导了蠕变模型的蠕变方程、一维本构方程和三维本构方程;采用Origin软件自带的非线性拟合模块,对模型参数进行了辨识,然后分析了模型参数与围压以及应力水平的关系,讨论了加速蠕变阶段模型参数对最终应变时间的控制作用;最后编写了蠕变本构方程的有限元计算格式,基于ABAQUS有限元软件对本文的蠕变本构进行了二次开发,并进行了模拟验证。（6）边坡变形的时效性分析表明:在蠕变条件下,边坡位移不仅发生在坡体表层,具有向坡体内部逐渐扩展的趋势,促使边坡向不稳定的方向发展。蠕变条件下,边坡产生的位移远大于弹塑性分析结果。边坡的蠕变条件下的变形可分为初始变形阶段和匀速变形阶段:初始变形阶段的产生的位移量较大,但是位移增长速度逐渐变慢;匀速变形阶段产生的位移量要远小于边坡变形的初始阶段,位移的增长速度十分的缓慢,并趋于稳定。岩体蠕变条件下的等效应力的分布变的更加不均匀。此外,与硬岩边坡不同的是,巴东组泥岩边坡的蠕变的持续时间较长。（7）支护后的边坡变形的时效性分析表明:在蠕变条件下,边坡在进行支护后不同蠕变时间的位移分布相近,抗滑桩的支护并没有改变边坡位移的扩展形式,只是控制了边坡的位移量。抗滑桩能够较好的控制边坡表层位移,但是并没有阻碍边坡的位移向岩体深部扩展。边坡在支护后的位移量仍然远大于弹塑性分析结果。等效应力方面,与弹塑性分析结果相比,考虑岩体蠕变后边坡坡脚应力集中的现象更加明显;蠕变条件下,边坡支护后的等效应力值相比支护前明显变小,说明了抗滑桩有效控制了坡脚的应力集中程度。此外,抗滑桩顶底在蠕变条件下产生了较大位移,桩身的弯矩及剪力峰值也存在明显的变化,说明抗滑桩在蠕变条件下的受力状态随着时间的增长发生了改变。（8）不同蠕变时间段的抗滑桩支护效果分析表明:支护前边坡蠕变时间越长,坡脚最终的等效应力值越大,可以推测尽早对边坡采取支护有利于坡体的稳定;不论何时支护,边坡的总位移量较未支护工况均有所减小,说明边坡在尚未发生事故前提下,无论在蠕变后多久采取支护措施都可以有效控制边坡变形;而越早对边坡进行支护,对边坡的变形控制越有效。