复杂地质条件下深部软岩蠕变规律及其破坏机理的研究是地下工程的开展和深部围岩的支护等实际问题有深远的意义。随着地下工程和矿产开采不断向更深部发展,浅层岩石蠕变理论和相关经验已不能满足生产实际的需要。深部软岩面临的环境更加复杂,高温、复杂应力场、多介质等因素均影响其蠕变行为,蠕变试验开展难度大且时间周期长,影响蠕变的参数难以确定。相似试验为地下岩土工程的研究提供了一个新的方法,利用模型试验的方式对软岩蠕变行为进行模拟,可以迅速、经济的确定影响软岩蠕变的主要因素。本文拟寻求一种低弹性模量的相似材料以模拟软岩的蠕变特征。以相似准则为依据进行的模型试验,可以通过原型和相似材料的蠕变试验力学参数,建立两者之间的规律性。首先通过调整不同配比的胶乳水泥进行试验,并将模型试验结果与原型的试验参数比对,确定适合的相似材料：继而进行相似材料的蠕变试验反推软岩的蠕变规律和破坏机理。课题以国家自然科学基金“沥青、橡塑、软岩流变软化理论及相似模拟的研究”(51074094)等为背景进行研究。通过对软岩相似模型试验所遵循的相似准则推导确立了相似试验的相似指标,并以此为理论依据指导相似材料的配比和相似试验的开展。以丁苯胶乳为胶结剂的胶乳水泥配制相似材料,通过相关力学试验确定适合模拟软岩蠕变特性的配比,确定相似材料的养护方式和试验方法；通过动态力学频谱试验研究了温度对蠕变行为的影响；通过电镜试验对软岩及相似材料蠕变的微观形貌及破坏发生的微观特征进行研究；确定了软岩温度-应力条件下的蠕变模型并对原型和模型的参数进行拟合；结合工程实际,利用FLAC进行了蠕变数值模拟,证明胶乳水泥可能较好的模拟软岩的蠕变行为。试验结果、参数拟合及数值模拟结果得到了相互验证,且符合相似准则。结果证明,所研制的相似材料可以较好的模拟软岩的蠕变规律。对该材料开展更多的试验,来寻求软岩的蠕变规律,可用于指导工程实际工作。本文开展的具体研究工作如下：1.以相似理论为理论依据,通过量纲分析法推导软岩线弹性阶段和蠕变阶段所遵循的相似准则,并考虑温度、密度等对相似准则的影响。对获得的相似判据进行研究,确定相似试验所需要依赖的物理参量之间的相互关系,研究了温度、时间、应力及密度等相似性对相似试验开展可能造成的影响。该相似准则对相似材料的选取和配比的确定、相似试验的开展起指导意义,并对相似试验的结果进行验证；2.选择以胶乳水泥作为模拟软岩蠕变现象的相似材料。分别利用三种胶乳配制胶乳水泥试样,分析作为相似材料的可行性,确定了以丁苯胶乳和水泥作为胶结料、以砂为骨料作为相似材料的主要组成部分；研究了相似材料的配比及制作过程中的养护、试验条件；针对软岩相似材料的特点及标准试样的要求,设计了适合相似材料的专用模具及装置,包括可调整机架及独立模具,能够较好的对试样进行密实并顶出试样。模具一体成型无接缝,克服了对开模可能对试样造成的模具对接不严密、难以压实等不良影响。模具及装置保证了制作相似材料的标准试样的尺寸精确度,提高了试样制作效率；3.开展相似试验。研究页岩的基本力学性能及蠕变特征,并利用扫描电镜对软岩断口进行观测,从微观结构分析软岩的蠕变破坏机理：利用时温等效理论推导了不同温度下软岩试验的时间-蠕变关系和温度-蠕变关系。对不同含砂量的丁苯胶乳水泥进行了单轴蠕变试验,并利用动态力学频谱仪对不同温度、不同配比的材料进行蠕变试验,研究了含砂量和温度对蠕变曲线的影响,通过对比确定了以水泥：胶乳：砂为1：0.2：2的胶乳水泥作为软岩相似材料。该材料兼具水泥的强度和胶乳的良好蠕变性能,可以较好的模拟软岩的蠕变破坏规律,原型和模型有较高的相似性；同时证明了胶乳水泥具有较高的温敏性,含砂量过大时,胶乳水泥的抗压强度反而下降。电镜试验也表明,胶乳水泥和软岩在微观结构和破坏方式上有一定的相似性。4.在研究软岩和相似材料蠕变规律的基础上,推导了Burgers模型的本构方程和蠕变方程,利用Oringin软件对试验参数进行拟合并获得蠕变主要物理参量的数值；以三维Burgers模型为蠕变模型,拟合了不同温度下的移位因子,并建立了同一应力条件下任意温度下软岩的蠕变柔量表达式。5.利用FLAC软件蠕变模块中的Burgers模型对单轴蠕变试验和工程巷道进行数值模拟,证明20℃的胶乳水泥试验参数可较好的模拟50℃的软岩蠕变规律；通过巷道数值模拟验证了原型和模型的蠕变位移、应力分布和蠕变速率等符合相似准则。也证明了试验、拟合参数和数值模拟结果等与相似准则具备较高的一致性；结果表明胶乳水泥可以较好的模拟原型的蠕变规律。