矿山巷道围岩、矿房或矿柱等岩体结构的时效变形失稳破坏是地下工程稳定性研究中面临的严峻问题。巷道围岩时效变形失稳的诱因有很多,受到临近巷道开挖与支护、工作面开采等采矿活动的影响导致围岩所受应力发生变化而加速时效变形失稳破坏,尤为典型。如煤矿采煤工作面的循环往复式开采易引起围岩或矿柱等结构体所受应力发生周期性变化。这种应力循环加卸载过程对岩体时效变形的影响机理及其规律值得深入研究。室内试验是岩石时效变形特性研究的一种较为有效且可靠的方式。但在当前技术水平条件下,仅仅依靠室内试验来研究岩石从微观到宏观的破裂演化过程还不够完善。目前应用较为广泛的方式是以室内试验和数值模拟相结合来研究岩石从微观裂纹的演化到宏观断裂过程。为了能针对岩石的循环加卸载过程及其时效变形过程进行数值模拟从而得到岩石由微观到宏观的破坏过程,首先需要一个能够反映岩石黏弹塑性时效变形特性的数值模型。而在当前的岩石时效变形数值模型研究中,虽已有学者针对岩石的黏弹塑性时效变形特性进行了研究,但对于考虑应力加卸载路径下的岩石时效变形数值模型仍有待进一步完善;同时对于能够表现砂岩细观非均质特性以及用微观单元损伤演化的方式来重现岩石宏观破裂过程的数值模型,也有待进一步完善。为此,本文首先利用单轴和三轴恒定应变率试验确定适用于内江砂岩的塑性屈服函数、塑性势函数及强度准则,基于非关联流动法则建立能够考虑岩石微观非均质特性的弹塑性损伤本构模型。通过对圆孔周边地应力场分布的模拟,并与解析解结果的对比,验证了弹塑性损伤模型的可靠性。根据砂岩微观矿物颗粒的力学特性确定数值模型中细观非均质特性,并通过对单轴和三轴恒定应变率试验的数值模拟,以微观单元的损伤演化过程重现了砂岩的宏观破坏过程。其次,通过对砂岩进行分级增量时效变形试验中体积应变的分析,确定了矩形应力循环加卸载时效变形试验中使用的最大加载应力水平,进行变幅值矩形应力循环加卸载时效变形试验、不同加载路径下的矩形应力循环加卸载时效变形试验,分析砂岩的时效变形特性及不同加载路径对砂岩时效变形特性的影响。然后,采用弹塑性损伤本构模型中已确定的砂岩塑性屈服函数及强度准则,基于非关联流动法则对传统西原模型进行改进,再进一步考虑应力循环加卸载的影响建立能够体现岩石弹塑性、黏弹性以及黏塑性的砂岩时效变形损伤本构模型。通过对圆孔周围应力场分布及圆孔周边时效变形量的模拟,并与解析解结果进行对比,验证所建立时效变形损伤模型的可靠性。通过对砂岩分级增量时效变形试验、矩形应力循环加卸载时效变形试验的模拟,研究砂岩在时效变形过程中单元的损伤演化过程。最后,对砂岩进行一系列的常规单轴单级时效变形试验确定了线型应力循环加卸载时效变形试验中所使用的蠕变应力水平,对砂岩时效变形过程中不同应力水平、不同应力卸载幅值以及不同加卸载速率等的改变,研究不同因素条件下的线型应力循环加卸载对砂岩时效变形特性的影响;使用单轴、三轴恒定应变率实验数据及单轴单级时效变形试验数据,确定能够适用于砂岩的黏弹塑性时效变形损伤模型,通过进行不同应力水平、不同循环内应力持续时间、不同围压条件下的线型应力循环加卸载模拟试验,研究了砂岩时效变形过程中的变形特征以及用单元的损伤演化过程表示试件的宏观破裂过程。