在荷载作用下,岩石不仅表现出弹性和塑性,而且具有与时间相关的性质,即岩石的流变性。工程实践中,岩石流变现象随处可见,岩石流变所造成的危害也不容忽视。如隧道、矿山洞室掘进后,围岩随时间产生变形甚至破坏;地基在附加荷载作用下随时间逐渐沉降,最终导致建筑物变形破坏。多年来,岩石流变特性研究取得了丰富的成果。但岩石作为一种特殊的工程材料,其流变特性受到包括岩石本身性质(如矿物组成、节理等)和外部环境(湿度、地应力等)等诸多方面的综合影响,以致目前为止岩石流变理论仍不甚完善。为了预测复杂应力环境中岩石工程长期稳定性,本文采用YSJ-01-00岩石三轴压缩流变试验仪和YZJL-300岩石直剪流变仪对完整砂岩和预制裂隙砂岩开展三轴压缩和剪切蠕变试验,基于试验结果并结合理论分析和数值计算,研究了岩性、围压、轴压、含水率、裂隙长度等因素与砂岩蠕变特性的关系。具体研究内容及结论如下:(1)通过常规单轴压缩试验和三轴压缩试验,测得细砂岩和粗砂岩抗压强度、内聚力和内摩擦角。(2)通过三轴压缩蠕变试验,获得细砂岩和粗砂岩在三向应力作用下的蠕变规律。随轴压增加,细砂岩表现出减速和等速两阶段蠕变过程,粗砂岩则表现出减速、等速和加速三阶段蠕变过程。由于时效性,岩石长期抗压强度降低。细砂岩长期强度参数内聚力随时间降低,而内摩擦角基本无变化;粗砂岩内聚力和内摩擦角同时随时间减小。通过不同含水率粗砂岩三轴压缩蠕变试验,发现岩石含水率越高,瞬时应变越大、蠕变速率越高、长期强度越低,瞬时应变与含水率呈线性关系,长期强度与含水率呈对数关系。(3)通过剪切蠕变试验获得完整砂岩和预制裂隙砂岩蠕变规律。结果表明,正应力增加,岩石抗剪长期强度增加,剪切破裂面越光滑且接近预制裂隙平面;剪应力增加,岩石表现出减速蠕变、等速蠕变和加速蠕变三个过程;裂隙长度增加,岩石长期抗剪强度快速降低,瞬时剪切应变增加。(4)采用Cvisc模型对砂岩三轴压缩蠕变和剪切蠕变全程曲线进行了成功辨识,得到Cvisc模型参数。在数值计算中调用Cvisc模型对砂岩三轴压缩蠕变规律进行模拟,数值结果与试验数据较吻合,验证了该模型对于描述砂岩蠕变性质的适用性。将研究成果应用于砂岩地基在建筑物附加应力下蠕变沉降分析,在应力较低时,地基蠕变速率小,且快速降低至零;在较高应力情况下,地基蠕变速率先降低,随后保持不变,地基变形随时间逐渐增加。该研究可为工程实践提供参考。