金属矿山深部开采时,地压发育显著,充填体-围岩组合体对深部采场稳定性至关重要。本文通过DS2系列全信息声发射系统对充填体-围岩组合体进行单轴压缩下的声发射试验,从声发射事件、振铃计数2个方面分析了充填体-围岩组合体在荷载作用下的损伤演化特征;并以时间为中间变量,构建了累积声发射振铃计数与充填体-围岩组合体损伤本构方程之间的耦合关系。研究表明:1)应力水平为（60%～100%）Ps时,声发射事件增加速度激增,局部区域密集化,且密集区域主要出现在充填体和围岩接触带处;2)充填体-围岩组合体声发射振铃计数在加载过程中先激增后出现"平静期",结合声发射参数与应力之间存在的"不对应点",可为充填体-围岩组合体破坏征兆信息提供依据;3)声发射振铃累计计数随着时间的增加呈"S"形增长,充填体-围岩组合体的破坏模式为延性破坏;4)构建了累积声发射振铃计数与损伤本构方程之间的耦合关系,更能精确地反映充填体-围岩组合体在荷载作用下的损伤演化特征。研究结果为充填体-围岩组合体共同承载稳定性控制提供理论指导。

国家自然科学基金项目(51604195)；湖北省自然科学基金项目(2018CFC818)；金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室开放基金项目(ustbmslab201704)；

1 充填体-围岩组合体声发射试验
1.1 试验设计
1.2 试验设备与加载
1.3 试验结果分析
2 组合体累计声发射与损伤本构方程耦合关系
2.1 组合体破坏模式分析
2.2 累计声发射振铃计数与损伤本构模型耦合关系构建
3 结论

程爱平,舒鹏飞,张玉山,王平,王明旭.充填体-围岩组合体声发射特征与损伤本构研究[J].采矿与安全工程学报,2020,37(06):1238-1245.