计算条件:L/B=2~3;δt=2.2;hi=0.2~1.5m〈1/2B。计算结果见图2-7。

图2-7金川二矿区下向水平进路采矿法顶板最大拉应力的计算结果

从图中可直观地看出，层状充填体顶板中心线上的最大拉应力随着层状厚度的增长而减小;当其厚度达1.3m左右时，其抗拉强度趋于平稳。

若砂浆的许用抗拉强度用|δt|表示，则可认为δt〈|δt|时充填体顶板稳定。已知1:4灰砂比的砂浆，δi=0.43MPa，查图2-7，当hi≥0.6m即可满足其稳定条件δt〈|δt|。

生产实际中未发现厚度大于0.6m的充填体发生层状冒落，由此可以认为这种简化计算用于充填体顶板的受力分析，结果是可靠的。

2.3.3胶结充填体破坏过程

充填体是一种细集料和硬化水泥浆体组成的复合材料，其强度应当是水泥(或水泥代用品)强度、集料强度以及组分之间相互作用的函数。骨料和水泥的应力-应变曲线在达到峰值应力之前基本上呈线性(在接近峰值应力时除外)变化，而充填体的应力-应变曲线在峰值应力的前后均是高度非线性的。这种非线性一方面是由于材料的复合作用，另一方面是由于水泥-集料粘结本性所致。充填体是由细骨料组成，内含大量孔隙及裂纹，这些原生缺陷的存在，大大改变或决定了充填体的力学性质，若依旧采用“均质连续”介质的弹性力学方法分析其破坏机理，已经不能满足实际需要，难以更确切地反映充填体的力学性质。因此，有必要采用断裂与损伤力学方法进行分析。

充填体在受到外力作用时，充填体内原始损伤(因干缩引起的界面粘结裂纹及大量的孔隙等)部位必将产生应力集中现象，这种局部的应力集中会导致内部微缺陷的闭合或扩张。分析充填体加载实验的宏观力学行为，首先是随外载荷产生的变形，然后是微裂纹的产生、扩展直至材料产生破坏。图2-8为分级尾砂(1:4)胶结充填试块单轴压缩时的全应力-应变曲线图。根据全应力-应变曲线图，可以将胶结充填体在外力作用下的变形损伤→破裂→破坏过程分为如下4个阶段。

图2-8充填体全应力-应变曲线

1)微裂隙与微裂纹闭合的初始阶段(AB段)

此阶段充填体应力-应变曲线表现为下凸形。充填体内那些垂直于应力方向的裂纹和孔隙受压而闭合，充填体的应变分解为ε0和εR两部分，且有ε=ε0+εR，其中ε0为孔隙及裂纹闭合所产生的变形，εR为充填体压缩产生的真实变形。该阶段充填体变形为非线性，但由于该阶段应力水平(相对于其压应力值)较低，故在一般宏观实验结果中，由于材料实验机的吨位比较大，精度较低，往往易于忽视这个阶段充填体的真实变形。