为研究充填体损伤与声发射特性,对灰砂比为1:4的胶结充填体进行了单轴循环加卸试验,分析了充填体力学参数变化规律;根据能量原理,计算并分析得到了充填体在加、卸载过程中弹性能、耗散能特征;提出了单轴循环加卸条件下充填体损伤变量的表达式,得到了损伤体损伤演化方程与损伤阀值;通过对声发射参数的b值和关联分形维数D 2值的计算分析,研究了充填体在单轴循环加卸载过程中的声发射特征,以及损伤阀值和声发射特征点的声发射特征,分析得到了不同应力下微裂纹、微裂隙的演化行为;最后,研究了充填体在不同损伤状态下的声发射b值和关联分形维数D 2,建立了损伤能量释放率与声发射能的关系,提出了充填体损伤破坏判据。主要研究结论如下:(1)充填体总应变、弹性应变以所对应的能量随循环次的增加而增大,但在第二循环中塑性应变、塑性能小于第一次循环与第三次循环。(2)在循环加卸载过程中,充填体的力学性能并不随加载次数的增多而降低,每次卸载后充填体的弹性都会增加。(3)充填体所耗散的能量总体经历了四个过程:用于微裂隙、微孔洞的压密→用于新自由表的形成→部分用于非线型机制→全部用于非线性机制。(4)充填体损伤演化方程能较好的反映充填体损伤行为,方程中损伤能量释放率与声发射能呈线性关系。充填体损伤阀值约为峰值应力的0.2倍,其值大于处在声发射b值、关联分形维数D2下降区的特征点,其所对应的声发射b值处于第一次加载过程中声发射b值的“低谷”期。(5)在加载过程中声发射b值后经历了四个过程:“低谷”期→“振荡”期→渐进“增长”期→突然“下降”期;与此对应的声发射参数的关联分形维数表现为:高数值水平期→数值稳定期→数值波动期→下降期。(6)在卸载阶段,声发射b值存在一个“拐点”,当卸载应力大于“拐点”所对应的应力时,声发射b值的变化规律与前一加载过程相应区域的声发射b值相似,并且卸载阶段的声发射关联分形维数D2普遍大于加载阶段的声发射关联分形维数D 2。(7)在损伤变量D“线性”增长区,声发射b值的变化幅度较大;损伤变量D进行非线性增长区初期时,声发射b值都存在一个下降区。相应的声发射关联分形维数D2则由稳步上升并最后稳定在一个相对较高的水平。(8)声发射b值和声发射关联分形维数D 2都同时下降,可作为充填即将损伤破坏的判据。(9)在低应力水平时,充填体微裂纹、微裂隙的演化存在随机性与不确定性;在中等应力水平时,微裂纹、微裂隙偶尔会发生几次激烈的扩展;随着应力水平的继续增大,充填体介质处于大尺度的破坏之中,微裂纹、微裂隙开始汇集、贯通,并逐步形成潜滑面。