在深井开采中,岩体常常受到动态载荷扰动,如掘进爆破、岩板断裂等动力扰动,这些动力扰动常导致采场和巷道围岩的局部失稳,诱发冲击矿压和瓦斯突出。为了研究这些扰动对岩体所产生的破坏机理以及如何采取合理的抗爆设计措施,需要充分掌握岩石在动载作用下的动态力学性能、本构关系,特别是岩石在动载作用下的本构关系,它是研究应力波的传播规律、抗爆设计等所必需的资料。因此,研究深井软岩材料的动态力学性能及本构关系具有重要意义。为研究动载作用下的深井软弱岩石的动态力学性能、本构关系,本文利用分离式霍布金森实验系统对泥岩、砂质泥岩和细砂岩三种典型软弱岩石进行单轴动态压缩实验。通过实验研究及数值模拟发现,深井软弱岩石在动载下弹性模量、破碎尺寸及动载强度有显著的应变率效应。现有的过应力模型及朱王唐模型能够反映这些本构曲线特点,但这两种模型存在一定的不足,因此需要进一步的改进。本文对过应力本构模型方程做了两点改进,进而建立简化的损伤型过应力模型本构方程。第一,根据1-E(t)/E0的变化量与应变率和应变之间的函数关系,采用无量纲分析法对修正的过应力模型本构方程进行简化。第二,考虑动载作用下损伤对岩石动载强度的影响,将连续损伤理论和统计强度理论引入到简化的过应力模型本构方程。对于朱王唐模型的改进,本文是以朱王唐模型为基础,采用损伤体代替朱王唐模型中的弹性元件而建立的一种损伤型粘弹性动态本构模型方程。为了说明两种改进模型方程的合理性,采用改进的过应力模型本构方程及损伤型粘弹性动态本构模型方程对实测深井软弱岩石的动载曲线进行曲线拟合,实测测曲线和拟合曲线两者具有很好的一致性,对并对动载下硬岩及混凝土的本构关系进行曲线拟合,实测测曲线和拟合曲线两者也具有很好的一致性。因此,两种改进的本构模型能为深井软弱岩石、硬岩及混凝土材料的动态本构关系的进一步研究及其工程应用提供一定的参考。