充填体作为一种非均质复合材料,内部存在大量初始微裂隙,这些初始损伤的分布及含量决定着充填体宏观力学性质。以往对充填体失稳破坏机制的研究多集中于宏观或是微观这样单一尺度,且忽略其内部的初始损伤,难以揭示其内部损伤从细观到宏观跨尺度演化规律。基于此,本研究通过开展宏观力学试验与细观孔隙分布试验,进行相应的数值模拟,研究充填体内部以微细观裂纹扩展为主导的损伤跨尺度演化致其失稳破坏全过程,揭示充填体失稳过程中损伤演化规律。具体研究结果如下:1)开展不同灰砂比充填体单轴声发射试验。采用时频域相结合的分析手段,探究充填体失稳破坏的前兆信息。峰值应力前,低频信号减少,中、高频信号增加这一显著变化可作为充填体失稳破坏的前兆信息。2)基于声发射参数RA、AF特征值在加载过程中分布特征,揭示不同灰砂比充填体宏观破坏形式。灰砂比1:6充填体试件先发生张拉破坏,后发生剪切破坏,二者比例相当;灰砂比1:10充填体试件破坏形式以张拉破坏为主,剪切破坏为辅;灰砂比1:15充填体试件全过程发生张拉破坏。3)通过开展不同灰砂比充填体铸脂试验,对铸体薄片进行显微镜分析。不同灰砂比充填体试件加载过程中平均孔径及面孔率均呈现先减小后增大的趋势,压密阶段两者均达到最小值。4)基于充填体铸体薄片显微分析结果,以孔隙率作为初始损伤变量,建立含有初始损伤的非均质模型,开展细观数值模拟。同种灰砂比充填体试件随着孔隙率的增加峰值应力降低,模拟灰砂比为1:6孔隙率为7%、9%、11%的三块充填体试件峰值应力分别为2.8Mpa、2.6MPa、2.4MPa。图60幅;表10个;参82篇。