随着金属矿浅部资源日益枯竭，国内外矿山开采深度不断加大，深部开采已成为必然趋势。随着开采深度的增加，地应力、地温和地下水渗透压力等都相应增加（即三高条件：高应力、高地温、高水压力），岩爆、岩层冒落、突水等矿山开采灾害事故突发、频发，对采场稳定要求越来越高。除常见的动力灾害外，高地温、高水压力对矿山劳动生产率、作业安全等系列方面都会造成巨大影响，深井开采成为世界各国面临的共同难题。

本文依托国家自然科学基金“深井多场耦合作用下充填体强度演化规律及调控机制”项目，通过理论分析、室内试验和数值模拟等手段，重点研究充填体在应力场作用下的强度演化规律以及破坏特征，具体研究如下：

（1）通过研究深部充填条件下围岩与充填体的耦合作用，建立了围岩与充填体力学响应模型，并根据充填体受力特征，分析深部充填体极限平衡条件，建立了强度控制型和剪切控制型破坏模型。

（2）结合某矿山工程实际，通过围岩与充填体力学响应模型和深部充填体破坏响应模型计算得到矿山充填体设计强度为3MPa。

（3）通过室内试验研究常规养护（恒温恒湿）和新型养护（带压养护）方式下的充填体强度演化规律和破坏特征。实验表明新型养护和常规养护方式下充填体强度差异较大，养护应力可显著增加充填体单轴抗压强度，为充填体强度设计提供了理论依据。

（4）利用FLAC3D模拟软件，通过调整控制边界条件、初始条件，针对室内试验所得的充填体强度指标，模拟分析充填体强度演化过程中应力场的作用规律，验证了实验结果。

（5）结合贵州川恒公司充填工业试验，通过现场工业试验得到的充填体内应力分布规律，与理论力学模型及数值模拟结果进行比较，分析表明理论力学模型与数值模拟结果能够较实际的反应现场充填体内应力变化。