固体充填采煤技术有效解决了“三下”压煤开采问题,在该技术中如何根据充填材料压实力学特性来研究采场顶板运动是该技术发展的必然要求。本论文从充填矸石非线性弹性地基系数测定着手,根据侧限压缩试验拟合出充填矸石非线性弹性地基反力表达式,并通过现场的应力-变形量曲线实测得到了充填矸石非线性弹性地基系数;在此基础上综合运用理论分析、数值模拟、工程实测的研究方法,建立了充填矸石非线性弹性地基直接顶受力分析模型,采用有限差分法和牛顿迭代法求解出了直接顶的挠度和内力,分析了工作面不同推进长度对直接顶挠度和内力的影响,通过以上研究方法共同验证了非线性弹性地基的精确性。取得了以下研究成果:(1)提出了采用弹性地基系数大小表征充填矸石抗变形能力,并根据现场实测的应力-变形量曲线,得到了充填矸石非线性弹性地基系数及其反力表达式,并建立了充填矸石非线性弹性地基直接顶受力分析模型;(2)采用有限差分法和牛顿迭代法求解出了直接顶的挠度和内力,并与充填矸石线性弹性地基直接顶受力分析模型的结果进行比较,分析了工作面不同推进长度时两种弹性地基直接顶在挠度和内力的差异;建立了充填矸石非线性弹性地基顶板运动数值模拟模型,分析了工作面不同推进长度对直接顶挠度和内力的影响;(3)通过翟镇矿7203W充填工作面现场实测顶板下沉,得到了顶板下沉规律,验证了采用非线性弹性地基表征充填矸石抗变形能力的精确性。