我国煤矿巷道中,顶底板岩石主要为泥岩和砂岩,泥岩工程短期和长期的不稳定性引起了建设者们广泛的关注。泥岩强度是影响泥岩工程稳定性的主要因素,泥岩强度劣化的外因是工程扰动和温湿度环境变化,内因是泥岩所含黏土成分具有特殊的晶体结构。在泥岩工程全生命周期内,温度（Thermo）、水流（Hydro）、应力（Mechanical）、化学（Chemical）场作用使得泥岩强度产生不同程度的弱化,伴随内部产生不同程度损伤。本文以阳泉寺家庄煤业巷道崩解型泥岩、泥页岩为研究对象,结合煤矿巷道开掘所处的应力环境和地质条件,在THMC多场耦合作用下,采用实验室实验、数值模拟、理论分析相结合方法,从不同尺度出发,对泥岩的渐进损伤机理和破坏规律开展了基础理论研究,从而对含水巷道的稳定性提供参考意见。本文研究内容包括四个方面:（1）从不同水质及化学成分溶液对泥岩细观损伤出发,对内部孔隙、裂隙演化过程进行精细化表征,揭示细观损伤引发宏观强度衰减机理;（2）开展了不同应力路径水力作用下强度衰减规律研究;（3）基于矿井的温度、湿度效应,开展了不同温度、湿度水汽作用下泥岩力学响应特征研究;（4）采用数值模拟在验证前文实验的基础上,进一步扩展研究了细观参数和卸荷参数（卸荷速率、时机）对含水泥岩损伤破坏规律。通过论文研究,取得以下结论:（1）采用高精度显微CT系统从细观尺度研究了不同含水率下泥页岩渐进损伤特征。研究表明:泥页岩的吸水为时空演化的过程,随着泡水时间的增加,泥页岩的吸水大体为从外到内的过程,但如果存在层理面等弱面,会沿着此弱面优先进入;采用矿物全岩成分分析仪（QEMSCAN）分析此弱面为水渗通道原因为内部颗粒之间存在尺度差异,导致胶结处存在孔隙,水易于渗入;通过CT研究泥页岩的孔隙数量、裂隙长度、面积变化规律,并把这些参数等效为损伤系数,发现损伤系数与含水率服从对数分布规律。（2）基于化学动力学理论和离子交换、吸附理论,提出以OH^-浓度变化率、Ca²⁺、Mg²⁺离子交换率、孔径面积变化幅度为评判指标,动态定量表征水化作用对泥岩的损伤程度。综合分析三参量变化幅度,发现碱性水对泥岩的损伤较大。（3）采用三轴伺服压力机开展了不同应力路径、不同含水率实验,结果表明:在三轴卸荷应力路径下经历5个阶段:初始压密阶段、弹性段、应力突增段、屈服段、破坏段,应力突增段的出现使得屈服段变短,破坏时机提前,导致峰值强度和峰值应变减少。随着含水率的增加,压密段不断增加,通过压密段面积裂纹密度近似等效损伤系数,损伤系数随着含水率升高呈对数型增加趋势;弹性段逐渐减少,屈服段逐渐增加,表明了泥岩的塑性增强、变形能力增加;随着含水率的增加,岩石的抗压强度、弹性模量不断降低,泊松比不断增加,有围压状态时,强度服从线性折减规律,无围压状态时,强度服从指数折减规律;随着含水率的增加,峰后强度下降速率逐渐变缓,表明泥岩由脆性向塑性转化;随着围压的增加,残余强度逐渐增加,下降速度变缓,表明泥岩由脆性向塑性转化。随着含水率的增加,内聚力折减较大,内摩擦角折减不大,同时峰前和峰后的内摩擦角相差不大,这为采用数值模拟方法研究岩体强度折减规律提供依据。（4）通过对比卸荷状态、三轴加载状态不同含水率的能量曲线,发现随着含水率的增加,二者岩石吸收的总能量、耗散能、最大弹性能出现了不同程度的降低。卸荷状态下吸收的总能量等其它能量均小于加载作用,即具有相同承载能力的岩石,在卸荷路径下较小的能量就能够破坏岩石。可见,应力路径和含水率都会对泥岩的损伤及破坏产生一定程度影响,采用弱化系数,定量表征加载应力路径和含水率对泥岩损伤权重;提出卸围压影响因子P,定量表征卸荷应力路径和含水率对泥岩损伤权重。（5）采用自制的温度、湿度系统模拟了井下环境,研究表明:温度越高,水汽分子的热运动加剧,其扩散和吸附能力加强,泥岩达到饱和时间越长,强度也越低;水汽的吸水曲线、强度曲线与液态水接近,但强度离散程度更小。（6）基于分形理论,从泥页岩细观孔隙数量、泥页岩宏观裂隙长度、泥岩泥岩宏观崩解块度、宏观破碎块度出发,多尺度、多参量研究了分形维数和含水率的关系,研究表明:随着含水率的增加,孔隙数量、裂隙长度分形维数逐渐增大,说明损伤程度逐渐增大;对比宏观和细观的分形维数,发现宏观的维数较大,说明从细观到宏观,存在尺度效应,尺度越大,潜在的破坏概率越大,损伤程度越高;分形维数与极限强度不完全成正相关关系,采用破碎数学模型进行解释,因其与破碎的数量和概率有关。（7）采用颗粒流软件PFC,在原有数据流基础上进行FISHTANK二次开发,实现并研究了完整、预含裂隙的数字岩芯在不同卸荷速率、卸荷时机下细观裂隙演化和宏观破裂过程。研究表明:卸荷速率的增加,产生的裂缝数量减少,强度降低;卸荷时机较早,泥岩提前进入卸围压状态,导致极限强度较低。与完整岩芯相比,预含裂隙岩芯在相同卸荷速率、卸荷时机下,强度下降速率更快,产生裂缝数量更少,但产生张拉裂缝比例更多。