建筑垃圾作为常见的固体废物，将其制备成膏体充填材料，可以控制矿山开采诱发的地表沉陷，然而建筑垃圾骨料充填体充入到采空区后，会受到空气的碳化、矿井水的腐蚀、地应力作用的影响，因此探索建筑垃圾骨料充填体在碳化、腐蚀和地应力作用下产生的长期力学性能演化规律具有重要的意义。
　　论文以建筑垃圾为粗骨料、天然砂为细骨料，以水泥为胶凝材料，掺入粉煤灰，基于正交设计手段研究了质量浓度、水灰比、砂率和粉煤灰用量对建筑垃圾骨料充填体坍落度、强度和弹性模量的影响，最终确定质量浓度为83%，水灰比为2.5，砂率为65%，粉煤灰用量为250kg/m3时为最优配合比；分析了充填体试件尺寸、形状和养护条件对充填体力学特性的影响，结果表明试件强度、弹性模量与尺寸负相关，与养护温度正相关，后期强度和弹性模量与养护湿度正相关；进行了充填体的三轴蠕变试验，分析了充填体的蠕变变形规律及围压对蠕变规律的影响，将Kelvin-Voigt模型与应变触发的非线性黏壶串联建立了建筑垃圾骨料充填体的蠕变本构模型。
　　开展了不同条件下充填体的碳化试验，探索了碳化深度、碳化速率和碳化后充填体强度随碳化时间在不同CO2浓度、湿度和温度条件下的演化规律并建立了数学模型；结果表明充填体碳化深度随时间呈现增长趋势，但碳化速率下降，在碳化7d时碳化深度已经较大，充填体强度在碳化3d内明显下降，3d以后小幅上升并趋于稳定；碳化深度、碳化速率与CO2浓度正相关，与碳化时的湿度负相关，与碳化时的温度正相关；在碳化时间超过3d后，充填体的强度与CO2浓度关系不大，强度损失速率与CO2浓度正相关，碳化湿度对充填体的强度影响较小，呈现负相关趋势；碳化温度与充填体强度的变化无相关性；充填体碳化后蠕变变形量超过未碳化的充填体，且出现加速蠕变的时间更短、应力水平更低。
　　采用干湿循环加速腐蚀试验研究了盐溶液和酸溶液腐蚀对充填体强度和蠕变特性的影响；分析了不同溶液种类、溶液浓度对充填体强度的影响规律，探索了腐蚀的机理。结果表明充填体受到盐溶液腐蚀作用后，强度呈现先增长后下降的趋势，强度损失率与浓度正相关；酸溶液腐蚀后，充填体强度呈现明显的下降趋势，且随着PH值的减小，强度下降的幅度增大，其强度劣化比盐溶液腐蚀后剧烈；充填体腐蚀后蠕变变形量明显增加，出现加速蠕变的应力水平阈值明显降低，变形模量值明显降低。
　　开展了潘家西沟煤矿的充填开采数值模拟，数值模拟结果表明：采用膏体充填开采后可以对矿山开采诱发的地表塌陷有较好的控制作用，充填体受碳化影响后控制地表塌陷的能力弱化。