随着科学技术的进步,越来越多的矿物能源物质被发现和勘探出来,其中已经有一部分可以代替煤炭资源。但是在现阶段,煤炭资源还是占可消费能源的主要部分。随着煤炭资源开采规模和开采深度的增大,矿井岩体系统失稳灾害发生频度呈增大趋势。在大采深采的条件下,即使是中等强度的巷道围岩,其应力状态也接近了岩石强度极限,从而导致巷道稳定性变差,很容易因掘进和开采扰动作用而产生大变形。深部围岩处于高温、高孔隙水压力和高地应力的复杂环境中,其岩体的破坏变形特征与浅部岩石有明显的差异,其岩体变形具有时间相关性。本文以煤矿巷道围岩(砂岩)为研究对象,采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法,利用MTS815.02岩石力学试验系统,对流固耦合蠕变过程中孔隙水压力的作用机制展开研究。基于三轴蠕变试验结果,分析孔隙水压力对岩石蠕变破坏的影响,获得孔隙水压力在蠕变过程中的作用机制,为深部工程的巷道围岩加固、灾害防治和支护设计提供依据。(1)开展了饱和砂岩三轴常规压缩试验,基于试验结果探讨了流固耦合作用下饱和砂岩的主要力学特性。通过对饱和砂岩三轴压缩体积应变的分析,获得岩石的扩容起始应力,为蠕变试验方案设计提供依据。(2)开展了饱和砂岩流固耦合蠕变试验,分析应力对蠕变变形的影响。对分阶段蠕变曲线、等时应力-应变曲线、蠕变速率和蠕变泊松比进行深入分析,掌握饱和砂岩的蠕变特性,基于试样特征参数解释蠕变破坏现象。(3)以开尔文模型为基础,用非线性虎克体代替开尔文模型中的虎克体,给出修正的开尔文模型来描述衰减蠕变和稳定蠕变;用一种非定常非牛顿粘壶和塑性体并联构成的非线性粘塑性体来描述加速蠕变,构成改进的西原本构模型,并对其进行三维推广。采用最小二乘法对试验参数进行变参数识别,分析蠕变参数随应力和时间的变化规律,建立三维状态下的非线性变参数蠕变方程。运用Ansys有限元软件,通过自定义蠕变方程的嵌入,对蠕变试验结果进行模拟,进一步验证了蠕变模型和蠕变参数随时间变化规律的正确性和合理性。(4)以有效应力理论为基础,结合蠕变变形试验结果,分析了孔隙水压力对岩石蠕变破坏的影响,得出孔隙水压在蠕变变形破坏过程中的作用机制,为深部工程的巷道围岩加固、灾害防治和支护设计提供依据。