Um den Bruchmechanismus der Spannungsrelaxation in Mergeln unter verschiedenen Entlastungsschadensgraden zu untersuchen, wurden numerische Simulationen der Spannungsrelaxation in entlastungsgeschädigten Mergeln durchgeführt. Die Einflüsse mikrostruktureller Parameter auf makroskopische mechanische Parameter wurden untersucht und der Wertebereich der mikrostrukturellen Parameter bestimmt; mit der für mehrere Faktoren und viele Berechnungsläufe geeigneten Uniform-Design-Methode und multipler Regressionsanalyse wurde eine quantitative Beziehung zwischen makro- und mikrostrukturellen Parametern von Mergelproben basierend auf dem Parallel-Bindungsmodell PFC^2D aufgestellt und die PFC^2D-Mikroparameter für Mergel berechnet; unter Verwendung der erhaltenen Mikroparameter wurden numerische Simulationen der Spannungsrelaxation entlastungsgeschädigter Mergel durchgeführt und durch Versuchsergebnisse validiert. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass anhand der Entwicklung der mikroskopischen Energie die Spannungsrelaxation in drei Phasen unterteilt werden kann: Niedrigspannungsrelaxation, Hochspannungsrelaxation und Relaxationsbruch. In den ersten beiden Phasen zeigt sich hauptsächlich die Anhäufung mikroskopischer Deformationsenergie, in der letzten Phase die Freisetzung mikroskopischer dissipativer Energie; eine Zunahme des Entlastungsschadens führt zu einer signifikanten Erhöhung der Anzahl von Scherbrüchen während der Spannungsrelaxation, während sich die Anzahl der Zugrisse kaum unterscheidet; das Modell des Spannungsrelaxationsbruchs in Mergeln wandelt sich mit zunehmendem Entlastungsschaden von hauptsächlich zugbedingtem Durchbruch allmählich zu einem kombinierten Zug-Scher-Durchbruch.

Entlastungsschaden; Spannungsrelaxation in Mergel; Uniform-Design-Methode; Makro-Mikro-Parameter; Bruchentwicklungsmechanismus