散体充填材料作为一种非连续介质,由粒径大小不等的颗粒组成,其在上覆岩层载荷作用下被压缩而产生变形的同时伴随着颗粒破碎现象。颗粒破碎改变了散体充填材料的粒径级配及密实程度,进而影响后继的压缩变形行为。为揭示颗粒破碎效应对散体充填材料压缩变形的影响机制,本文研制了模块化散体充填材料承载压缩试验系统,设计了包含测定颗粒破碎特性和承载压缩特性步骤的整体试验流程和单因素轮换试验方案,采用理论分析、试验测试等综合研究手段,分析了颗粒破碎级配演化特征和颗粒破碎分形特征,初步得到了不同主控因素对颗粒破碎特性和承载压缩特性的影响规律,研究了散体充填材料在承载压缩中表现的承载压缩特性与颗粒破碎特性间的关联关系。取得了以下主要研究成果。(1)研制了包含筛分测定和加载压缩两大模块的散体充填材料承载压缩试验系统,给出了考虑颗粒破碎效应的承载压缩试验总体思路,设计了承载压缩单因素轮换试验方案。(2)分析了散体充填材料在承载压缩前后颗粒破碎的级配演化特征,确定了基于Tyler分形模型的散体充填材料颗粒破碎量化表征方法,研究了不同主控因素对散体充填材料承载压缩前后颗粒破碎分形特性的影响规律。(3)研究得到了不同主控因素下散体充填材料承载压缩变形规律,分析了承载压缩作用后散体充填材料表面孔隙分布情况,建立了不同主控因素与散体充填材料承载压缩变形的对应关系。(4)利用灰关联理论研究了散体充填材料承载压缩变形与颗粒破碎的关联性,分析了散体充填材料颗粒破碎与主控因素的关联关系,揭示了颗粒破碎影响散体充填材料承载压缩变形的内在原因。该论文有图50幅,表16个,参考文献92篇。