所谓岩石的应力-应变关系是指岩石的应力或应力速率与其应变或应变速率的关系，是岩石介质宏观力学性能的综合反映，其直观表示即为岩石材料受力后的应力-应变曲线，对其的研究一直是岩石力学领域的一个关键科学问题。岩石作为一种极为复杂的地质介质，经历过漫长的地质变迁，受断层和节理裂隙的切割孔隙较多，其中包含孔隙水和孔隙气而成为多相介质。岩石成分复杂、成生条件多样化，再加上岩石形成后受到后期构造运动作用、地震、暴雨和人类工程活动诸如开挖卸荷、库水位的升降、高层建筑的工程负荷和高速铁路动荷载等的影响，其力学性能的表征显得更为复杂、随机、多变。　　 为了对汶川地区三叠系须家河组铁质胶结含岩屑细砂岩的应力-应变关系进行深入研究，本文从岩石应力应变曲线出发，对应力应变曲线全程进行综合分析和数据挖掘。在工程地质调查的基础上，熟悉其区域地质背景，取样进行岩矿鉴定和室内试验，对试验获取的应力应变曲线进行去噪处理、混沌时间序列分析等相关的研究，为了使得研究更为深入，选取鄂西恩施地区的砂岩进行比对分析。全文的研究内容和成果如下：　　 (1)考虑到岩石单轴压缩应力应变曲线是岩石同试验系统共同作用输出的结果，必然存有一定的噪声，为了对其实现有效的去噪处理，提出瞬时变形模量的概念，凭借瞬时变形模量差商的运算法则将噪声放大。在对岩石的应力序列、瞬时变形模量序列分别进行小波分析和小波包分析后，对各种去噪方案的结果进行统计分析，得出瞬时变形模量的小波包分析能够达到最优去噪效果。　　 (2)岩石力学变形响应复杂，一条应力应变曲线对其力学变形特性难于进行完整诠释。提出上下限应力应变曲线的概念，采用最朴素的方法分别求取出三叠系须家河组铁质胶结含岩屑细砂岩和侏罗系砂岩的上下限应力应变曲线，实现了岩石力学变形响应的区域性表达。由上下限应力应变曲线的峰值强度和原始数据的峰值强度对比可知：上下限应力应变曲线对各岩组的应力应变可能性空间扩展程度并不高，从而保证了通过应力应变空间的全局搜索来进行后续稳定性分析的难度不至于过大。为了对岩石单轴压缩条件下的力学变形响应获得整体的认识，对同一岩组的几条单轴压缩应力应变曲线进行合成处理，获取一条综合性的单轴压缩应力应变曲线，对三叠系须家河组铁质胶结含岩屑细砂岩和侏罗系砂岩分别求取出一条合成单轴压缩应力应变曲线，以方便和三轴压缩应力应变曲线的配对分析。　　 (3)考虑岩石应力序列和瞬时变形模量序列的混沌性，对其采用功率谱方法进行混沌性的初步判断，并通过C-C方法重构其相空间，求取时间延迟τd和嵌入维数m，随后采用小数据量法分别计算出岩石应力序列和瞬时变形模量序列，去噪前和去噪后的峰前、峰后及全程序列的Lyapunov指数，计算结果中铁质胶结含岩屑细砂岩和侏罗系砂岩Lyapunov指数大于零的百分比分别为83.3％、94.3％。对砂岩应力序列和瞬时变形模量序列的混沌性实现了定量描述。百分比以及Lyapunov指数的数值大小均表明侏罗系砂岩混沌性程度比铁质胶结含岩屑细砂岩略高，由Lyapunov指数表得出：当峰前和峰后序列均为混沌序列的话，峰后序列的混沌程度会略高于峰前序列。　　 (4)以侏罗系砂岩不同围压下三轴压缩峰前应力应变曲线Lyapunov指数谱的计算和最大Lyapunov指数的计算为例得出：砂岩三轴压缩峰前应力应变曲线混沌程度较高，通过混沌时间序列分析进行砂岩应力应变曲线在围压方向的预测可靠步长较少，因此通过其对三轴压缩应力应变曲线在围压方向进行延拓不可行。　　 (5)通过三轴压缩峰前应力应变曲线的重组以及曲线的拟合，获得了对其进行精确数学描述的表达式，对拟合程度较好的几个表达式从应力应变曲线发展趋势的角度进行有效筛选。利用所有试验围压下，岩石三轴压缩峰前应力应变曲线全部数据进行岩石三轴压缩峰前应力应变曲面的拟合，结合围压对于轴向应力的影响趋势最终确定出围压为一次项的拟合表达式能够较好的揭示岩石的力学变形响应。对表达式从数学的角度求偏导从而揭露出三叠系须家河组铁质胶结含岩屑细砂岩和侏罗系砂岩随围压增加其轴向应力变化规律的数学表达式，并对两者进行对比分析得出：三叠系须家河组铁质胶结含岩屑细砂岩在轴向应变数值小于0.468×10-3时轴向应力随围压增加的速度比侏罗系砂岩相比要慢一些，但是当轴向应变大于该数值的时候，前者对于围压的变化比后者灵敏。三叠系须家河组铁质胶结含岩屑细砂岩轴向应力对于轴向应变的变化自始至终都比侏罗系砂岩灵敏。