煤矿深部高地温环境已成为影响胶结充填体性能的关键因素之一，胶结充填体的稳定性对于支撑上覆岩层和控制地表沉降至关重要，而胶结充填体的损伤失稳必然伴随着能量的耗散。为了研究高地温环境下胶结充填体的能量与损伤演化特征，采用岩石动态三轴仪，对不同温度（20℃、35℃和50℃）养护后的胶结充填体进行常规三轴压缩力学试验，结合能量守恒原理，分析了三轴压缩条件下胶结充填体弹性能、耗散能和总能量的演化特征，基于耗散能探讨了胶结充填体的损伤演化规律。结果表明：随养护温度的升高，在相同围压条件下三轴压缩结束时胶结充填体的耗散能、总能量和弹性能耗比均表现为先减小后增大。弹性能占比曲线和耗散能占比曲线近似呈“X”交叉，弹性能耗比曲线由趋于零的平稳转变为持续上升的现象可作为胶结充填体三轴压缩失稳破坏的前兆特征。基于耗散能建立的胶结充填体三轴压缩损伤本构模型可将胶结充填体的损伤演化过程分为初始损伤、损伤发展和损伤加速增长三个阶段，与试验数据进行对比从而验证了模型的合理性，模型能够较好地描述不同温度养护后的胶结充填体在三轴压缩下的损伤演化特性；通过得到的胶结充填体在三轴压缩结束时的损伤值证实了养护温度升高会使胶结充填体在养护过程中产生不同程度的热损伤。研究结果为评价深部高地温环境下胶结充填体的损伤失稳提供了参考依据。

1 试验材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验方案
2 能量计算原理
3 胶结充填体三轴压缩能量演化特征
3.1 能量演化曲线
3.2 围压效应
3.3 能量分配规律
3.4 胶结充填体失稳破坏前兆特征
4 基于能量耗散的胶结充填体损伤演化规律
4.1 损伤本构模型
4.2 模型验证
4.3 损伤演化规律
5 结论

秦广鹏,刘炜震,杜兆文,等.温度影响下胶结充填体三轴压缩能量与损伤演化规律研究[J/OL].采矿与安全工程学报,1-13[2024-09-29].https://doi.org/10.13545/j.cnki.jmse.2024.0349.