工程建设在新世纪的一个特点是向“高、大、复”发展。大型复杂结构 施工规模大、周期长、过程复杂，因此对施工期间不完整结构承受变化施工 荷载的施工力学分析对工程设计与施工安全有重要意义。施工分析的理论基 础为时变力学，因此，时变力学的发展无论在工程上还是学术上都具有深远 意义。 本文以含缺陷(损伤)的时变体—损伤时变体为研究对象，将时变力学与 损伤理论结合，引入与时变过程相关的损伤参数，建立了损伤时变力学理论， 给出了损伤时变力学的增量(率)型与状态型基本方程。针对岩石介质特性推 导了基于各向同性损伤的线弹性、粘弹性、粘弹塑性损伤时变力学基本方程。 根据增量型方程，利用虚功原理建立相应数值化方法，给出时变步和流变步 离散的数值迭代格式，形成针对损伤时变体的有限元分析程序。 以岩土工程为背景，通过对某地下煤层开采过程的计算机仿真分析，给 出了线弹性、粘弹性、粘弹塑性损伤时变体形状时变引起的地表沉陷和采空 区周边损伤场的动态演化过程，显示出损伤时变力学分析能更好模拟施工过 程，为岩土工程施工分析与预测提供更加科学和有效的手段。 对同一工程的计算表明，非线性、非定常施工材料的时变分析与工况分 析、竣工分析结果完全不同，体现出强烈的“时变效应”现象。数值分析显 示，这种差别可达几成至几倍。文中从理论上证实这种“时变效应”的存在， 论证这一现象存在的力学机理。同样，不同施工方式(路径)造成最终力学状 态也不同，本文从断面路径、施工路径、施工速率三方面探讨损伤时变分析 的“路径相关性”现象，并从理论上指出时变损伤的非线性以及本构关系非 线性是造成路径相关性现象的主要原因。研究显示，不同施工路径下位移和 损伤场中间演化过程及最终结果均有较大差别，达20％～50％左右。因此， 要保证施工安全与经济，必须采用时变力学分析；同时指出施工存在最优路 径，应重视施工路径优化的分析研究。 针对分布参数系统的辨识理论是解决类似时变体内损伤场分布函数反 演问题的基础。本文借鉴控制论中系统辨识方法，基于多元分布参数(场函 数)拟合逼近理论，建立场函数的拟合函数反演法，将分布参数系统用若干 正交函数族描述，通过可量测的输出值反演确定函数中未知参数，达到场函 数反演目的。为应用于岩土工程中时变损伤场函数反演，又引人映射函数简 化洞型，得到适用于地下工程开挖的损伤场函数反演拟合函数统一表达式。 通过数值检验，证明在一定误差允许的情况下，本方法可以反演出实用的损 伤分布场。文中还对比了时变反演、工况反演和竣工反演的精度,指出损伤 场函数时变反演的必要性。场函数的拟合函数反演法为岩土工程施工的损伤 监测提出了新方法，并可适用于工程中其他分布场函数的反演，具有灵活性 与通用性。 关键词：损伤时变力学 时变效应 路径相关性 反演 分布参数 拟合函数　映射