岩溶地质灾害的发生与径流息息相关,径流的影响将在灰岩内部产生大量溶隙（管道）,这些溶隙的形成将会极大影响岩溶地区的稳定性。三峡库岸地区由于长江径流的影响,地表及地下水系发达,从而形成复杂的岩溶溶隙网络,因此更易发生岩溶地质灾害。因此,为深入了解灰岩岩溶地质灾害的发生机制,需要进一步研究溶隙对灰岩的损伤弱化机理。由此,本文依托国家自然科学基金面上项目“干湿循环下节理岩体宏细观损伤劣化机制及本构模型研究（51978106）”,基于实地水文地质调查研究结果,将灰岩溶隙形状分为“裂隙”、“椭圆孔”、“类蘑菇孔”、“类哑铃孔”等四种形状,之后对溶隙灰岩采用室内试验和理论分析,研究单轴压缩下溶隙灰岩的宏细观裂纹演化机制、力学特征、声学特征、光学特征、能量特征、非线性特征、非线性宏细观耦合损伤变量及损伤本构模型。论文的主要内容以及结论如下:（1）通过单轴压缩试验获得了溶隙灰岩的力学特性,即随溶隙缺陷体积的增大弹性模量和峰值强度均逐渐减小,具体表现为:完整灰岩>“裂隙”灰岩>“椭圆孔”灰岩>“类蘑菇孔”灰岩>“类哑铃孔”灰岩。（2）用数字散斑技术揭示了溶隙灰岩宏观裂纹演化过程。宏观裂纹出现前,溶隙孔洞周围部分会出现局部化应变带;溶隙灰岩孔洞裂纹起裂的性质基本为拉裂纹;单轴压缩下溶隙形状将会发生改变,具体表现为:“裂隙”长度伸长,并发生顺时针转动;“椭圆孔”长轴和短轴相背转动并且伸长;“类蘑菇孔”的“菌伞”长轴和短轴相背运动且伸长,“菌柄”竖轴压缩、横轴扩张,整个溶隙略微向逆时针转动;“类哑铃孔”的“菌伞”长轴和短轴相背运动且伸长,中间竖轴压缩,“菌基”压缩,“菌柄”横向扩张,整个溶隙略微向顺时针转动。（3）采用声发射及数据处理方法研究了溶隙灰岩破坏过程中的细观裂纹演化特征:1)根据声发射的强度特点可以将溶隙灰岩的加载进程分为初始非线性阶段、类线性阶段、非线性阶梯状幂律阶段以及峰值活跃段等四个阶段;2)基于GMM和RA-AF的微裂纹聚类分析显示,完整灰岩和“椭圆孔”灰岩的破坏模式以拉裂为主,“裂隙”灰岩的破坏模式是以剪切为主的拉剪混合破坏,“类蘑菇孔”灰岩是以拉裂为主的拉剪混合破坏,“类哑铃孔”灰岩则先剪后拉的拉剪混合破坏。（4）单轴压缩下溶隙灰岩的溶隙形状对岩样的破坏起着一定的控制作用,表现为:“裂隙”溶隙的存在会增强岩样的剪切性质,“椭圆孔”会降低这种剪切性质,但会明显增加拉裂性质;“类蘑菇孔”的破坏受溶隙上下部的“菌柄”控制,控制次序是先下后上;“类哑铃孔”则先由“菌伞”控制,再由整个溶隙孔控制,并且第Ⅲ阶段“菌基”出现抑制效应,这种抑制效应能够明显延长岩样的寿命。（5）基于能量耗散理论和非线性理论研究宏观能量演化规律。溶隙灰岩以及完整灰岩的能量密度曲线根据能量损伤理论可分为五个阶段:1)微裂纹或微孔隙初始闭合阶段;2)微裂纹或微孔隙稳定闭合阶段;3)微裂纹或微孔隙完全闭合阶段;4)大型局部裂纹形成阶段;5)宏观主断裂形成阶段。据弹性应变能密度平均增长速率值的非线性特点及应力变化特征,将单轴压缩下完整灰岩和溶隙灰岩的破坏过程分为五个阶段,即:1)非线性震荡阶段;2)非线性跨临界稳定薄弱阶段;3)非线性弹性稳定阶段;4)混沌来临前的倍周期分岔阶段;5)混沌阶段。进一步根据声发射特征划分为7个阶段（包含亚阶段）,相应的界限应力分别为初始平衡应力、原裂纹闭合应力、新裂纹起裂应力、裂纹周期性扩展应力、混沌起始应力、裂纹损伤应力和应力峰值。岩样的储能极限随岩样中缺陷体积的增大而逐渐减小,溶隙灰岩和完整灰岩单轴压缩下都具有很强的冲击特性:“类蘑菇孔”具有极强的冲击特性,从侧面表现处“菌柄”的形成将会大大增强岩样中的应力集中效应,“类哑铃孔”的“菌基”的形成能够抑制的冲击特性。（6）通过定义裂纹平均扩展强度函数F（?i）反映岩样中微裂纹的扩展特征,根据混沌特征量Lyapunnov指数和Kolmogorov信息熵,得到岩样中微裂纹扩展时内部的失稳程度。结果显示:1)内部失稳程度:“裂隙”灰岩>“椭圆孔”灰岩>“类蘑菇孔”灰岩>“类哑铃孔”灰岩;2)“椭圆孔”灰岩混沌特征最不明显,“裂隙”和“类哑铃孔”灰岩的信息熵最大,混沌程度最高。（7）基于损伤力学、非线性动力学推导出溶隙灰岩压密阶段细观损伤变量,基于声发射理论、微元强度理论和非线性动力学推导出溶隙灰岩损伤段细观损伤变量,基于损伤力学和断裂力学推导出溶隙灰岩宏观损伤变量。利用Lemaitre应变等效假设将细观损伤变量和宏观损伤变量耦合,获得单轴压缩下溶隙灰岩的宏细观耦合损伤变量及损伤本构模型。利用试验数据对公式中的未知参数进行拟合,经验证表明,本文的损伤本构模型能够较好反应岩体压缩过程中的应力应变变化情况。