华北地区一直是我国重要的煤炭基地,华北型煤田受岩溶强含水层威胁煤炭资源量巨大,矿井奥灰水害日趋严重。陷落柱作为我国华北地区一种特殊的地质构造,多发育于奥陶系石灰岩,易成为垂向导水通道而建立煤层底板和奥灰水的水力联系引发大型突水事故。同时,陷落柱突水具有隐蔽性、滞后性和突发性等特点,难以进行预测和防范,因此研究采动影响下陷落柱的渗流演化规律及突水机理具有十分重要意义。本文以陷落柱为研究对象,综合采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的方法,对固结和采动状态的陷落柱填隙物及底板隐伏陷落柱的渗流特性开展了一系列的研究,对陷落柱水害防治具有一定的指导意义。(1)通过土工试验固结方法制备了陷落柱填隙物样品并测试了其固结状态的渗流特性。陷落柱填隙物固结状态下全应力-应变过程中渗透率呈现出减小-增大-减小的变化规律,陷落柱填隙物的初始渗透率随着固结压力的增大和初始含水率的减小而减小,渗透率峰值与围压间存在指数函数关系。(2)通过陷落柱采动状态的渗透性试验研究了陷落柱突水的突发性和滞后性。通过陷落柱采动状态下的渗透性测试分析了渗流边界和有侧限轴压对渗透率、启动水力梯度和颗粒流失质量的影响规律,提出大颗粒流失导致骨架结构失稳是发生渗流突变现象的根本原因,并基于非达西流推导讨论了非达西流β因子的意义。基于采动影响下应力场的变化规律,提出陷落柱突水的滞后性是由于采动影响下破碎岩体的压实作用、二次破坏造成的渗透率减小和颗粒运移形成的渗流衰减等因素共同引起的。(3)自行研制及应用了陷落柱渗流模型的物理试验系统和材料。配制了可进行渗透性调节的流固耦合试验相似材料,自行设计研制了陷落柱渗流模型的物理试验系统,为揭示采动影响下陷落柱渗流演化机理提供了新的试验材料、试验设备及相关方法。并通过该系统对不同渗透性的底板隐伏陷落柱模型进行了渗透性测试,获得了孔隙水压随水压力的变化规律:孔隙水压力随着扩散距离的增大而逐渐减小,且均服从双曲线衰减规律。(4)在考虑孔隙水压和应力场对岩体渗透率影响规律的基础上,建立了陷落柱渗流突变模型。基于有限差分法数值计算软件,对比模型试验结果确定了陷落柱渗流突变模型的计算参数,通过该数值模型研究了陷落柱的渗流突变过程中孔隙水压与时间、扩散距离、采动影响的关系,揭示了采动影响下底板隐伏陷落柱的突水机理。