前  言

岩石作为自然界中广泛存在的工程介质，其长期力学行为与时间效应一直是采矿工程、岩土工程及地质灾害防治领域的核心课题。在深部资源开发、地下空间利用、边坡稳定性分析等实际工程中，岩石的蠕变破裂行为往往直接关系到工程结构的长期安全性与灾害预警的时效性。现有研究多从连续介质力学出发，从宏观唯象学的角度进行分析，通过弹性、黏性元件建立模型，实际岩石的蠕变变形是由微观破裂、细观裂纹扩展再到宏观变形的逐级跃迁和演化过程。如何通过实验、理论与数值模拟方法揭示岩石从微观裂纹萌生到宏观失稳的跨尺度演化规律，是当前岩石力学研究亟待突破的难题。

本书以岩石蠕变破裂裂纹扩展演化规律为主线，结合笔者团队多年研究成果，系统阐述了从宏观实验观测到微观断口扫描、从力学机理到数值方法的完整研究过程。在实验层面，通过单轴压缩蠕变、对径压缩拉张蠕变及含弱层岩体蠕变实验，揭示了岩石蠕变破裂过程中微细观裂纹萌生、扩展、贯通并形成宏观破裂的跨尺度演化规律，并基于微细观实验结果，从能量的角度提出内动力的概念，分析内动力作用下岩石微观、细观和宏观的变形机理。理论层面，突破传统连续介质框架的束缚，以耗散系统的拉格朗日控制方程为基础，给出基于内动力的岩石损伤本构关系，引入连续非连续单元法(CDEM)，实现了从渐进损伤到突发失稳的全过程动态模拟。

本书共分为7章： 第1章提出问题，综述岩石蠕变理论与工程挑战； 第2、3章详述宏微观实验方法与关键发现； 第4章提出内动力的概念，分析岩石蠕变破裂多尺度演化机理； 第5章推导基于内动力的岩石蠕变破裂模型； 第6章结合连续非连续数值方法模拟岩石蠕变破裂多尺度演化规律； 第7章给出结论。

本书的出版得到

辽宁省优秀自然科学学术著作出版基金、

国家重点研发计划项目(项目编号： 2017YFC1503102)、国家自然科学基金面上项目(项目编号： 51474121)、

国家自然科学基金青年基金项目(项目编号： 51304108)、

辽宁省教育厅科学研究一般项目(项目编号： LJYL035； LJ212510147044)等的支持。

本书可作为采矿工程、岩土工程、地质工程等领域科研人员的技术参考书，也可作为高等院校相关专业研究生“岩石流变力学”“损伤与断裂理论”等课程的拓展读物。限于著者水平，书中难免存在疏漏之处，恳请读者批评指正。

著者

2025年11月于辽宁工程技术大学