在现有研究中，常规岩土材料蠕变实验以监测试样应力-应变为主，研究岩土材料长期强度和构建蠕变本构方程，但是这种方法对于蠕变损伤演化过程极难表征。随着超声波技术在岩石探测领域的兴起，岩土材料蠕变损伤演化研究得以进行。Li等通过页岩破坏过程中的超声波速度、振幅和衰减变化，监测了岩石蠕变失效过程。Zha等监测深部大理岩蠕变过程中声发射事件数、声发射计数率和声发射能率等参数变化，对其蠕变失效机制进行研究，定量描述岩石内部的裂纹演化行为。Wang等人进行红砂岩疲劳-蠕变交互作用试验，通过分析声发射b值变化，阐释了不同裂纹角度试样的裂纹扩展过程，并对试样失效模式进行讨论。超声测量技术也同样被应用于含水合物沉积物性质测量，但目前主要集中于水合物饱和度测定相关方面的研究。而用于含水合物沉积物蠕变损伤演化机制研究却未见报道，也缺乏相应的蠕变测试室内实验模拟系统。
为此，本报告利用自主研发设计的含水合物沉积物蠕变及声学联合测试实验装置，开展了不同围压下，饱和度30%含水合物沉积物分级加载蠕变试验。并结合超声数据对蠕变过程中试样力学性质变化和蠕变演化模式进行分析。实验采用分级加载模式展开，每阶段加载时间原则上大于24 h，当蠕变速度小于0.0015 mm/h时，进行下一阶段加载，直至试样破坏。如若试样加载后，快速进入稳定蠕变，达到预设蠕变速度阈值，也可直接进行下一级加载，缩减实验周期。
研究结果表明：含水合物沉积物在围压为1、2、3 MPa时，长期强度分别为2.8、4.27、4.51 MPa。波速结果表明，纵/横波速度与围压大小呈正相关。不同围压下纵/横波速随加载进程变化趋势基本相同，呈现先增大后减小的趋势。主频幅值结果表明，每阶段蠕变加载过程中横波主频幅值波动低点为减速蠕变向稳定蠕变过渡的转折点。纵波幅值变化反应蠕变演化模式，低围压条件下，结合低应力预加载阶段曲线，将实验蠕变过程划分为五个阶段，以悬浮水合物附着与破裂填充-裂纹发展猜想，很好的解释了低应力水平下的“频带漂移”现象和低围压破坏阶段的主频上升现象。本研究为利用声学方法进行水合物开采过程中的储层变形与破坏过程监测提供了一定的参考。

力学特征，蠕变，三轴实验