目前,金属矿床开采向深部发展,伴随着矿体赋存条件变复杂、地压急剧增大、软弱岩层增多、固体废料堆积等问题的出现,导致矿体回采和地压管理的难度不断增加,并伴随着一系列的安全生产隐患,与此同时,矿山企业对矿石回采品位的要求不断提高,因此,连续开采已经成为地下金属矿山的发展方向。与其他采矿方法相比,充填采矿法以其可以有效提高矿石回采率、减少矿石贫化率,方便地压管理等诸多优点得到了广泛应用。但是,随着开采深度的不断增加,充填体在井下所受的力学环境变得越来越复杂,一旦发生破坏或失稳,将对周边矿房的安全回采造成严重的威胁。为使充填采矿法发挥其最大效益,实现安全有效的生产,做好充填体的损伤特性的研究并能对充填体的破坏提出准确及时的预判是势在必行的,也是刻不容缓的。本文根据胶结充填体承受载荷的受力特征,进行循环载荷作用下胶结充填体损伤特性和声发射特性试验及相关理论研究,旨在反映工程实际力学路径,利用声发射揭示充填体损伤破坏机理,得出尾砂胶结充填体配比和损伤参量之间的关系。并利用不同的声发射参数分形维数来表征尾砂胶结充填体内部损伤,为矿山胶结充填体承载过程分析及破坏失稳预测提供基础研究依据。本文选用玉溪矿业大红山铜矿分级尾砂作为试验材料,设计了不同配比的分级尾砂胶结充填体循环加卸载试验和声发射试验,试验研究结果表明:(1)尾砂胶结充填体试件在相同应力水平循环加卸载时,总应变ε和塑性应变εp随着循环次数的增加而减小,弹性应变εe随着循环次数的增加而增大;当在逐级递增的应力水平下循环加卸载时,总应变￡,塑性应变εp和弹性应变εe和随着循环次数的增加而增大。弹性模量E1随着循环周次的增加而减小,而加载变形模量E2则不然,当试件在相同应力水平循环加卸载时,充填体试件的加载变形模量E2随着循环次数的增加而减小,当应力水平提高时,加载变形模量E2陡然增大;(2)充填体试件加载阶段即为弹性应变能储存阶段,储存的能量在卸载时缓慢释放出来,而当储存的弹性应变能大于临界值时,储存的弹性应变能就会不受充填体的束缚而突然爆发出来,导致充填体失稳破坏;而不可逆耗散能会随着循环次数的增加呈现出"缓慢→加速→急速"增长的态势,不可逆耗散能的增加会降低充填体的力学性质,所以充填体的破坏是能量的释放和耗散的共同作用的结果,能量耗散使充填体发生劣化,力学性能降低,而能量释放造成了充填体的整体失稳破坏;(3)本文经过大量试验,对谢和平等人提出的损伤演化方程进行改良,提出了基于损伤能量释放率的充填体损伤演化方程,能较好的反映充填体损伤行为,并和充填体的配比有着良好的关联性;(4)从声发射振铃计数和能量计数可以看出,充填体同样具有Kaiser效应;(5)充填体的破坏是一个降维的过程,分形维数的急剧减小预示着充填体大规模的失稳破坏即将来临,因此,可将充填体声发射振铃计数分形维数,能量分形维数和振幅分形维数的急剧减小作为充填体即将发生失稳破坏的判据。且三种分形维数效果最好的是振幅分形维数,利用声发射振幅分形维数研究充填体内部损伤效果更佳。(6)提出了尾砂胶结充填体在循环加卸载条件下的声发射累积能量和损伤参量以及配合比之间的定量关系,最终得到了基于声发射累积能量的充填体损伤演化预测模型本文研究成果对探究尾砂胶结充填体的损伤破坏机理有着重要的理论意义,且对矿山充填体失稳破坏的预测预判的研究有着较高的应用价值和指导意义。