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本文以国家自然基金项目(No.51764013)、江西省自然科学青年基金重点项目(No.20192ACBL21014)为依托,对钽铌矿尾砂胶结充填体变形特性、声发射特征及不同充填空间顺序分层充填控制围岩效果进行研究。首先,采用RMT-150C加载系统、PCI-Ⅱ声发射系统和YJZ-16+型应变采集系统,对灰砂比为1:4、1:8和1:10充填体试件单轴压缩声发射试验,探讨了不同灰砂比试件破坏过程变形特性及其声发射特征;采用MATLAB软件和G-P算法处理声发射数据,并结合分形理论,分析了不同灰砂比试件在压缩破坏过程中声发射参数的关联维数演化规律,得到试件发生失稳破坏的判断依据;其次,研究了单轴压缩破坏过程不同配比充填体组合体及岩石与不同配比充填体组合体的变形特性及声发射特征;最后,通过FLAC3D数值软件,对不同灰砂比不同空间顺序分层充填控制围岩效果进行研究,得出最优充填方案。通过以上研究,得到如下主要结论:(1)充填体单轴压缩破坏过程主要分为孔隙密实阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段四个不同变形阶段,且不同灰砂比充填体其破坏形式各异。充填体的灰砂比越大,其单轴抗压强度越大。(2)单轴压缩下,充填体试件声发射信号在加载初期较少,且绝大多数试件的声发射振铃计数和能率出现在弹性阶段或屈服阶段前期,声发射信号出现最大值后迅速下降到低水平,应力峰值过后,声发射信号出现较低水平的“小高峰”波动,直至试验结束。(3)单轴压缩下,充填体的声发射参数振幅和能率都具有明显的分形特征,其关联分形维数变化规律具有一定的相似性,大体上表现为:下降→上升→下降三个阶段。在峰值应力水平30%~60%,声发射的分形维数曲线波动频率明显高于其他阶段。峰值应力水平75%~90%,振幅和能率分形维数出现最大值→最小值或次最大→最小值的过程,试件处于临界状态,是试件即将发生失稳破坏的前兆。(4)单轴压缩下,不同配比充填体的组合体和岩石与不同配比充填体的组合体试件破坏过程主要分为孔隙密实阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段四个不同变形阶段。充填体的灰砂比越大,组合体试件的抗压强度越大。组合体试件振铃计数和能率均值在弹性阶段最大。(5)运用FLFLAC3D软件建立数值模型,研究3种不同灰砂比不同分层充填顺序控制围岩变形效果,设计了6种充填方案,从塑性区分布、主应力分布和竖向位移变化等方面分析围岩稳定性及充填体变形情况,最终确定方案6的配比组合最优,分三层充填,每层10m,上层充填配比1:4,中层充填配比1:8,底层充填配比1:10。