随着我国基础设施建设及资源二次开发的迅猛发展,对岩土工程建设安全性及可靠性的精准评价日显迫切,其中关于岩石在外荷载作用下的变形损伤及失稳破坏方面的基础研究尤为重要。为此,本文拟利用自主研发的3D-DIC非接触岩石表面三维观测系统,通过对三轴荷载试验、荷载速率依存性试验、渗流-广义应力松弛试验等不同试验条件下圆柱体岩石试件圆周面在受载过程中表面变形场演化过程的系统分析,发现岩石在外荷载作用下变形损伤过程中其变形具有明显的集中现象,即岩石变形局部化现象,并基此进一步提出了表征岩石变形损伤程度及其空间分布的损伤因子及其变形局部化因子计算方法,以期对岩石变形局部化及深入认识岩石的损伤劣化机制提供科学指导。其主要研究工作及取得的研究成果如下:1)三轴荷载试验（不同围压、不同含水状态）、荷载速率依存性试验、渗流-广义应力松弛试验等不同试验条件下岩石在荷载作用下的变形均由均匀向不均匀模式转变,应变（或变形）最终集中于一个或多个狭窄区域,即变形局部化带,并最终沿着这条窄带方向发生失稳破坏。2)基于轴向应变、径向应变及剪切应变等应变场云图演化过程以及对相应特征统计量（方差S~2）的综合统计分析,提出将径向应变作为描述岩石损伤的应变参量较为恰当,且以其变形量前5%的应变测点作为观测点描述岩石的变形局部化过程。3)提出了以变形局部化因子Lf和损伤因子Df为计量指标的表征岩石变形损伤程度及其空间分布的双因子表征方法,且发现:局部化因子Lf在峰前阶段缓慢下降,随后在峰后某一阶段急剧下降;损伤因子Df在加载初期变化较为缓慢,在峰后呈现“突发式”增长现象。基于观测点的应变数值大小构建的损伤因子是针对径向应变场进行定量化描述,用于刻画岩石表面破坏程度信息;基于观测点的空间坐标值构建的局部化因子用以刻画岩石损伤空间分布特征,两者结合可以从时间上把握岩石结构特征、损伤分布、演化趋势等关键信息。4)将双因子表征方法推广应用至若干试验条件,结果表明损伤双因子方法可有效定量表征岩石损伤演化过程。岩石三轴荷载试验（不同围压、不同含水状态）结果表明围压越高,岩石材料韧性越强;含水率越高,损伤因子曲线由“突增式”转变为“平稳式”增长,岩石塑形破坏特征愈发显著。荷载速率依存性试验结果表明随着加载速率增加,岩石在更短时间内发生脆性破坏,同时还存在结构面形状的改变。渗流–应力耦合作用下岩石广义应力松弛特性试验结果表明不同流变方向系数下岩石在形成宏观裂纹前变形局部化发展速率均快速增加;此外渗透水压存在会刺激剪切裂纹的产生并加速岩石的破裂。