岩石作为一种典型脆性材料,其本构关系是岩石变形力学特性研究的关键问题,也是保证大型岩体工程施工安全的重要保障。为此,本文针对目前岩石本构关系存在的不足,综合利用连续性材料力学理论、空隙介质理论和统计细观损伤理论,在分析岩石变形力学特性规律及机理基础上,考虑岩石空隙变化及围压的影响,得到能够模拟岩石变形破坏全过程且能阐释岩石变形力学机理的岩石损伤本构模型,进而在岩体工程中应用。首先,空隙变化影响下的岩石变形性质是岩土工程重要研究内容之一。在深入分析岩石具有空隙介质特征基础上,从空隙介质岩石微观分析入手,通过探讨岩石变形受空隙变化的影响建立出岩石微观应力与其宏观应力以及微观变形与其宏观变形之间的关系,从而揭示出岩石因空隙变化所产生的变形力学规律,并在此基础上,利用Lemaitre应变等价性理论建立出考虑空隙变化影响的新型岩石损伤模型,然后,引入统计损伤理论,建立可考虑损伤阈值影响的岩石统计损伤本构模型并给出了模型参数的确定方法,该模型能够反映岩石因空隙变化引起的非线性变形特征,表明了空隙是影响岩石变形性质的重要因素。其次,脆性岩石变形破坏全过程模拟是岩石力学研究的重要分支。由于岩石的宏观变形力学性质与其内部微裂纹的发育发展情况密切相关,考虑现有岩石损伤模型的局限性与不足,将荷载作用下的岩石视为由空隙部分材料和骨架部分材料组成,采用宏观与微观分析相结合的研究方法建立岩石宏观变形分析模型,并引入统计损伤理论对岩石变形破坏全过程模拟方法展开研究进而建立出岩石统计损伤本构模型并给出了模型参数的确定方法,该模型能够反映岩石完整的变形阶段特征,完善了岩石本构模型的研究内容。再次,为进一步完善岩石变形模拟过程的研究内容,针对现有岩石本构模型无法反映岩石内部组成成分的变形规律以及围压对岩石初始宏观变形非线性产生的影响,基于材料力学理论和统计细观损伤理论建立出了岩石组成成分即空隙部分材料和骨架部分材料的变形力学分析方法,并将其与岩石宏观变形分析模型相结合建立岩石统计损伤本构模型,通过实例分析表明该模型不仅能够反映各组成成分的变形规律,还能反映岩石宏微观变形关系,更能阐释岩石随着围压的增大其初始宏观变形非线性上凹程度逐渐减小的试验现象。最后,微裂纹闭合应力是研究岩石变形力学性质的重要阈值之一。针对已有微裂纹闭合应力确定方法的局限性与不足,考虑到岩石宏观变形力学性质与微裂纹闭合变形密切相关,即微裂纹闭合变形的结束意味着岩石由初始压密变形阶段转入线弹性变形阶段,转折点所对应的轴向应力即微裂纹闭合应力,于是,在此基础上通过深入分析本文所建立的统计损伤本构模型提出一种微裂纹闭合应力确定新方法,该方法不仅能够避免主观因素干扰,还具有理论意义和便于操作等特点。工程实例分析表明了该方法具有较强的合理性和优越性。