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随着近年来矿山开采深度不断加大,导致空区坍塌、巷道变形失稳等矿区事故发生概率增加,尾砂充填日益成为最流行的复合集料充填方法之一,该法不仅可以有效限制地压活动,而且有利于矿区尾砂处理和环境保护,但充填体破坏问题同样威胁着矿山生产安全,深部充填体受地下静态压力和爆破、地震等动态影响,研究充填体破坏因素势在必行。因此本文主要以影响充填体性能的养护龄期和灰砂比作为变量,分别研究静态和动态下充填体力学特性变化规律,主要结论如下:(1)单轴压缩状态下,养护龄期增加,充填体强度增大,前期大致接近线性增长,28天时增长趋势逐渐平缓;灰砂比增大(1:8、1:6至1:4),整体表现出先快后慢增长趋势;灰砂比1:6时,充填体强度增长相对最高,龄期越大充填体受灰砂比影响越大,强度增长主要发生在养护后期,在实际生产中应该注意前期充填体保护,避免爆破事件对充填体造成破坏;充填体弹性模量随着灰砂比增大而增大,且速率逐渐上升,弹模在养护龄期从3天增长到7天时变化较大,增长至7天和14天时弹模则比较接近,28天时,增长速率再次变大,增长趋势与强度大致相同;通过应变等价原理等理论,推导出损伤本构方程,得出相同灰砂比,随着养护龄期增加,充填体峰值损伤度增大,压密阶段应变量减小;相同龄期,灰砂比增大,压密阶段和屈服极限阶段对应的损伤度均提升。(2)单次动态冲击状态下,养护龄期增加,充填体动载强度均明显增大;灰砂比增大,充填体动载强度增大;灰砂比1:8和1:6时,不同养护龄期静载强度低于动载强度;灰砂比1:4时,低龄期(3-7天)静载强度大于动载小冲击速率(2m/s)强度;不同养护龄期下充填体动态强度随应变率的增大而增大,具有良好应变率效应;充填体在养护龄期3天至14天内受应变率影响较大,28天时趋于稳定;不同灰砂比和养护龄期下,动态强度提高因子随应变率增大呈线性增大;同龄期,灰砂比增大,动态线性系数总体呈先增大后减小,14天时达到最大值,养护龄期达到28天时,充填体不同灰砂比强度趋于稳定,再一次验证随着养护龄期增大,充填体强度的增长趋势在减小;随着养护龄期增加,灰砂比1:6和1:8强度变化系数在3天到14天时先增大,在28天开始明显减小,灰砂比在1:4时,线性系数整体呈现降低趋势;随着应变率增大,各灰砂比和养护龄期下充填体吸收能均增大,灰砂比1:6和1:4时吸收能在养护龄期3天到7天内增幅最大,同时灰砂比从1:8增大至1:4,在同一龄期内,吸收能均增大,可见灰砂比越大,充填体吸收能量越多。(3)多次动态冲击状态下,入射能增大,承受冲击次数降低;同入射能,随着冲击次数增加峰值应力总体呈现“增大-减小”趋势,同灰砂比,养护龄期增大,充填体承受冲击次数增多,但峰值应变受入射能和冲击次数的影响较小;入射能在临界入射能30%左右,初始爆破冲击会提高充填体动态强度,随着多次冲击,充填体动态强度下降直至破坏;入射能小于临界入射能48.3%下,动态强度随着冲击次数增加而增大,当入射能大于70%,充填体动态强度降低直至破坏;增大灰砂比,延长养护龄期,减小入射能,均可提高充填体抵抗冲击次数;充填破坏模式在低速率、低龄期下,多次冲击充填体破坏点主要发生在端部,随着速率增大,充填体裂纹发育并产生主要贯穿裂纹直至破坏,因此在实际生产中因尽量降低炸药单耗、加强充填体端部处理、进行有效接顶形成缓冲层从而降低对充填体破坏。