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摘要
充填体的力学特性是充填配比设计和维护地下采场稳定性的关键指标，而加载速率变化与充填体所处环境（湿度、温度）不同均会对充填力学行为产生影响。本工作对不同含水率（干燥、饱水、自然）充填体开展了变加载速率（0.1 mm/min、0.25 mm/min、0.5 mm/min、1 mm/min、2 mm/min）的单轴抗压强度测试，获得了含水率和加载速率作用下的充填体力学参数和破坏模式，并依据能量守恒定理，研究了不同条件影响下充填体的能量演化规律，建立了基于能量的损伤变量。结果表明：（1）随着加载速率增加，充填体的抗压强度先增加再减小，存在临界加载速率；干燥和饱水对充填体的抗压强度和弹性模量分别具有强化和弱化效应，干燥导致充填体由延性向脆性转变，应力-应变曲线达到峰值应力后快速下降，而饱水虽有利于充填体的延性，但水的弱化作用使其在较小应变下即发生破坏。（2）加载速率由0.1 mm/min增加至2 mm/min，干燥充填体破坏模式由拉剪混合破坏逐渐向以拉伸为主的破坏模式转变，饱水充填体以拉伸破坏为主，而自然充填体整体上表现为拉剪混合破坏。（3）提高加载速率加快了充填体的能量交换，干燥、饱水和自然对充填体能量演化的影响主要体现在应力-应变曲线塑性屈服阶段与破坏阶段，耗散能-应变曲线的斜率由大到小顺序为干燥、饱水、自然。（4）基于能量演化的损伤特征曲线呈现出初始损伤、损伤稳定发展、加速损伤和破坏四个阶段，提高加载速率减小了加速损伤阶段的起始应变，干燥和饱水加剧了充填体损伤发展。该研究可为深入理解开采扰动引起的荷载变化和不同湿度条件下充填体的力学行为和稳定性提供理论依据。
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