结构面蠕变在破坏应力下包括三个阶段［122］，即过渡蠕变阶段（蠕变第一阶段CⅠ）、稳态蠕变阶段（蠕变第二阶段CⅡ）和加速蠕变阶段（第三阶段CⅢ），如图4.5所示。

一般来说，由于蠕变破坏的时间不可预估，在很多试验中，加速蠕变阶段很难出现，结构面特别是粗糙度较低时蠕变破坏现象较难捕捉。在9个试样的蠕变试验中，大多试样在最后一级应力稳定一段时间后发生蠕变破坏，但试验c－4－2.17和c－4－6.52在加载过程中发生破坏，c－10－2.17和c－1－6.52在破坏阶段时间较短，试样在应力刚稳定时就立即破坏，与加载过程中发生的破坏相似，不具有明显的三个阶段的特征，因而不是本节分析的重点，本节主要对具有明显三个阶段的蠕变曲线进行分析，如试验c－1－4.35，c－1－2.17，c－4－4.35，c－10－4.35，c－10－6.52。

图4.6绘制了结构面在最后一级加速破坏阶段所记录的蠕变变形数据以及通过蠕变变形计算得到的蠕变速率数据，其中蠕变速率按照式（4.1）得到：

图4.5　蠕变的三个阶段

式中，ΔD为蠕变变形增量；Δt为时间增量。

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图4.6　蠕变破坏阶段剪切时间－位移曲线

从图4.6中可以看出，由于目前蠕变破坏时间并不能准确预测，因而对于不同结构面或不同法向应力作用的情况，蠕变破坏时间表现出了较大的随机性。例如，试验c－1－4.35在接近72h时才开始蠕变第三阶段，而试验c－4－4.35在达到破坏应力时，整个蠕变阶段仅持续40s，上述破坏时间的差异性是由于不同结构面之间的差异性以及蠕变破坏时间与应力水平相互关系的复杂性造成的。

在稳态蠕变阶段，其速率会随时间有所波动，有时甚至会出现局部的上升或者突降，并不是严格的线性关系，但是由于稳态蠕变阶段速率变化幅度比较小，在整个曲线范围内，速率随时间的变化表现出了近似线性的形态。图4.6（b）区域A中的稳态蠕变曲线出现了比较明显的非线性关系，即速率先减小而后增大的现象，这是由于结构面在蠕变变形过程中，阻挡蠕变变形的随机性造成的，如区域A中，在蠕变曲线翘起的阶段，可能是蠕变过程中某突起突然剪断，此时阻滑力突然变小，而当剪切变形或滑移一段时间后，又遇到新的突起，致使阻力增大，蠕变速率减小。此时的蠕变曲线翘起从整体上说并不是加速蠕变阶段，但从曲线形态上看却与加速蠕变阶段有相似之处，容易将其误判为加速蠕变阶段的开端。

从整个蠕变速率的发展规律上看，当JRC较大或是蠕变应力相对较大时（此时蠕变破坏持续时间较短），蠕变破坏相对激烈，即上述两种情况下由稳态蠕变阶段快速进入加速蠕变阶段，蠕变速率和蠕变变形迅速增大。如图4.6所示，当JRC＝1时，如试验c－1－2.17［图4.6（a）］，由稳态蠕变阶段进入加速蠕变阶段以后，经过一段时间的发展，才能够观测到蠕变速率较为明显的增大，加速蠕变阶段的特征并不明显。同样，试验c－1－4.35［图4.6（b）］由稳态蠕变进入加速蠕变阶段后，加速蠕变速率仍然有所波动，体现在蠕变变形曲线上，加速蠕变阶段坡度比较缓，蠕变速率逐渐增大，加速蠕变的性质有所体现，但仍然不是很明显。当JRC＝19时，上述情况则有所变化，如图4.6（e）所示，二者均具有特征非常明显的稳态蠕变阶段，并且稳态蠕变阶段的线性关系相对较好，一旦进入加速蠕变阶段，蠕变速率迅速增大，并且破坏过程持续时间较短，破坏较为剧烈。

综上，对于不同粗糙度的结构面，当粗糙度较大时，加速蠕变持续时间短，表现十分剧烈，而当粗糙度较小时，在加速阶段开始时，速率不像粗糙度较大时那样迅速增大，而是缓慢地增大，最终导致试样破坏。因此，结构面蠕变特征与JRC密切相关，JRC增大时，剪切蠕变由摩擦型向切齿型的模式转变，结构面具有更好的储存能量的能力，使得稳态蠕变阶段的线性特征保持得也更好，加速蠕变阶段的破坏更剧烈，蠕变速率也更大。不同法向应力下，也存在相似的特征，即法向应力越大，蠕变破坏曲线越陡，加速蠕变阶段持续的时间越短，破坏越剧烈，这与法向应力增大、结构面间剪齿效应增强有关。

图4.7所示为蠕变破坏后10号结构面（JRC＝19）表面形态，与剪切试验相同，表面较大的突起被剪断，跟随另一块一起沿剪切面滑移，结构面表面出现了比较明显的磨平现象。因此，剪切蠕变的最终结果仍然是使结构面趋于平整，等同于JRC的衰减。

图4.7　蠕变破坏结构面表面形态（试验编号：c－10－6.52）