胶结充填体作为金属矿山地压控制的主要承载结构,其力学特性研究意义重大。此外,胶结充填体作为一种人工合成材料,内部存在大量的孔隙与微裂纹增加了其力学特性研究的复杂性。同时采场爆破扰动等作用对胶结充填体力学行为的影响机制亦不可忽视。本文以胶结充填体为主要研究对象,以揭示动载下胶结充填体的力学特性、损伤演化过程和细观特性为目标,通过室内动力学特性试验、理论分析和数值模拟等研究手段对动载下胶结充填体的宏细观力学特性和损伤演化机制进行了深入研究。主要取得的成果如下:(1)自制岩-充-岩组合体试件,通过霍普金森压杆(SHPB)试验分析了不同平均应变率下组合体试件的动态抗压强度和宏观破坏模式,利用X射线计算机断层(CT)扫描技术探明了低应变率冲击下组合体试件的内部破坏模式。(2)开展了胶结充填体试件的SHPB试验,分析了平均应变率和围压对胶结充填体的动态强度特征、应力-应变曲线、能量耗散和宏观破裂模式的影响规律,利用不同拟合手段定量表征了不同围压下胶结充填体动态抗压强度与平均应变率的函数关系。(3)结合CT扫描和三维重构技术研究了胶结充填体的孔隙率、孔隙孔径尺寸、裂纹体积和三维分形维数等细观参数,并建立了其与动态宏观抗压强度的关联机制。借助电子扫描显微镜(SEM)试验观测了胶结充填体水化产物的形态与分布,通过EDS定量表征了水化产物中各元素含量。(4)建立了考虑初始孔隙和围压耦合效应下胶结充填体的动态本构模型并与动载试验曲线对比验证。将含有初始孔隙的胶结充填体网格模型耦合到数值模拟软件中,再现SHPB试验全流程,从时间和空间维度上揭示了胶结充填体的损伤破裂演化规律。(5)以大冶铁矿为工业试验背景,结合考虑动力学参数的胶结充填体的三维数值模型,监测矿柱回采时阶段胶结充填体的稳定性,提出了增强胶结充填体稳定性的可行举措。