岩石是一种复杂的、非均质的地质体,它包含各种复杂的结构面、节理面。在隧道、边坡等岩石工程施工中,岩石结构面的长期力学性能决定着岩石工程的稳定性。岩石应力松弛描述的是在开挖衬砌之后,岩石变形保持不变,应力水平随时间变小的现象。以往的岩石工程实践和理论研究表明,未充分考虑岩石应力松弛的影响往往会导致重大安全事故发生,例如施工过程的岩爆现象或者塌方事故。本文针对上述问题,对岩石应力松弛本构模型开展研究,基于VOFD变阶分数阶微积分对Kelvin模型进行调整,并结合损伤力学理论对岩石粘滞系数进行折减,得出了岩石变阶分数阶应力松弛模型。采用MATLAB对已有学者的试验数据进行参数拟合以及使用ABAQUS子程序CREEP对该模型进行二次开发,并嵌入到有限元分析软件中进行试验与工程应用,一方面对岩石结构面应力松弛试验进行模拟,得出岩石不同角度齿块下结构面的应力松弛规律;另一方面嵌入到隧道中,分析隧道开挖衬砌后的受力情况。论文研究的主要内容与结论如下:（1）通过变阶分数阶理论对软体元件进行处理,与弹性元件进行并联得到变阶分数阶Kelvin模型,运用损伤理论修正了黏性系数,解决了变阶分数阶Kelvin模型在初始应力条件下不收敛的问题。（2）采用MATLAB对已有学者的试验数据进行参数拟合,发现该模型曲线与试验数据较为吻合,因此该模型可以反映岩石结构面的应力松弛规律,可以在岩石工程中应用,为工程提供一定的参考。（3）通过ABAQUS建立岩石结构面模型,并进行剪切应力松弛数值模拟分析,将模拟结果与试验数据进行对比,发现将该模型嵌入到ABAQUS数值模拟中,可以较好地模拟出岩石的剪切应力松弛试验。（4）建立2组不同锯性齿块截面的岩石结构面模型,并进行有限元分析,发现不同角度齿块的结构面会影响岩石剪切应力大小以及应力松弛的衰减方式,但岩石不同结构面的应力松弛曲线相似,包括加速松弛与稳定松弛两个阶段。（5）基于所建立的有限元模型,采用ABAQUS软件对具体工程案例——隧道的施工过程进行数值模拟。模拟结果显示隧道具有明显的应力松弛行为,变形变化量随着时间不断变小直至恒定不变。