随着膏体充填采矿技术的不断成熟，其研究正在朝着多元化和精细化的方向发展。膏体充填到采空区后，受围岩的侧向挤压作用其力学特性与无侧限条件存在较大差别，这一差别对充填体的强度设计产生一定影响，导致强度设计偏于保守，充填成本高。

      本文通过自行研制的膏体充填体侧向加压装置与现有单轴压力机进行组合，模拟膏体充填体在采空区内受到的侧壁围岩挤压作用，通过室内试验、理论分析和数据拟合回归等手段，研究侧向应力作用对膏体充填体单轴压缩力学特性的演化规律，并基于侧限效应对膏体充填体力学特性的影响提出一种强度设计方法。主要研究内容与成果如下：

      （1）开展了无侧限作用膏体物理力学性能测试，揭示了不同养护龄期膏体充填体物理性能的演化规律，探明了膏体充填体内聚力、内摩擦角等力学参数随养护龄期的变化规律发现了烘干、浸湿条件下膏体充填体无侧限单轴抗压强度的变化规律，烘干处理提高 1.41MPa，浸湿处理则降低 0.35MPa

      （2）采用自行改造的试验装置，进行了不同侧向应力作用的膏体充填体单轴压缩试验探究了侧向应力影响下膏体充填体强度的变化规律，发现侧限效应下膏体强度增长率达到了12.35%~ 建立了侧向应力与有侧限强度的数学模型，发现二者呈二次函数关系；

      （3）通过获取加载过程应力-应变数据，揭示了侧向应力影响下膏体充填体应力-应变曲线的演化特征，发现了侧向应力影响下弹性模量的变化规律其增长率达到 1.93%~64.04%，建立了不同侧向应力下膏体充填体弹性模量与强度、弹性模量与强度平方根的数学关系，探明了侧限效应下的膏体充填体裂纹扩展模式；

      （4）基于充填体在采空区的受力状态分析，建立了充填体应力解析模型，以此模型为基础提出了考虑侧限效应的充填体强度设计方法以罗河铁矿高阶段采场为例进行了强度设计，确定了无侧限单轴抗压强度需求值为1.71MPa，并进行了工程验证针对现场充填体强度离散性较大的问题，提出了工程建议。