通过储层岩样的多重和多级循环加载试验,结合理论分析,研究岩石的非线性阻尼滞后特性。试验结果表明:(1)卸载阶段,应变相位滞后于应力相位;而在加载阶段,应变相位可能超前、相等或滞后于应力相位。(2)多级循环加载过程中,应力–应变曲线的外部循环双向弹性模量、内部小循环单向弹性模量以及动态弹性模量是不同的,并表现出较强的非线性。(3)不同应力条件下,波形尤其是尾波波形会发生变化,为采用尾波干涉进行波速检测提供基础。(4)多级循环加载下相同应力段的小循环具有较好的一致性,而阻尼效应的存在使小循环回到大循环处存在跳跃,小循环应力加、卸载转换点不能很好地记忆。通过分析弛豫机制、黏性阻尼机制以及塑性变形效应,并结合PM模型,研究不同机制对于PM空间密度分布的影响,表明理论分析能够给出与试验结果吻合较好的结果,较好地解释了试验结果。岩石准静态循环加载条件下非线性阻尼滞后响应特性的研究对研究地震波的动态响应特性和探索响应机制是有益的。