为了探索白云岩在静载荷作用下的微损伤劣化机制，结合核磁共振弛豫机制和T2谱弛豫信号的特点，提出了一种多光谱峰正态数学模型。同时，利用三轴压缩试验前后的核磁共振检测信号对模型进行了验证，结合试验前后核磁共振弛豫信号的特征和核磁共振成像技术，从核磁共振信号和孔径分布特征分析了岩石微孔结构的损伤和劣化机理。结果表明：（1）提出的数学模型能够充分表征核磁共振弛豫信号信息，反演拟合度R~2=0.99。结合岩石宏观破坏的核磁共振弛豫信息，该数学模型可用于定量评价岩石的损伤状态。（2） 通过对比分析岩石压缩破坏试验前后的核磁共振测试结果，岩石破坏前，岩石样品的核磁共振检测显示出三个典型的光谱峰。中小孔隙连通性好，大孔隙分布较少。岩石宏观破坏后，中、大孔隙连通性显著增强。中孔和大孔具有典型的靠拢-合并特征。破坏后，T2、谱谱峰面积和总谱峰之间的大孔隙和中孔隙面积比超过90%，宏观损伤值d>0.9。（3） 当岩石在不同围压下受损时，内部孔隙结构的信号特征基本相同，以大孔隙分布为主，孔隙大小分布与围压的关系不显著。研究结果可为岩体工程损伤状态的科学定量评价提供参考依据。