随着我国工业化的快速发展,绿色矿业已经成为矿山企业发展的必然选择。矸石胶结充填开采作为绿色开采体系的重要组成部分,以其能够对采空区上覆岩层及地表沉陷进行有效控制的优点,受到越来越学者的重视。因此,本文以矸石胶结充填体为主要研究对象,通过试验研究、理论分析与数值模拟的方法对矸石胶结充填体的宏细观力学特性展开研究,主要包括对矸石胶结充填体的最优配比进行优化、分析不同尺寸的矸石胶结充填体的宏观损伤力学特性、研究矸石胶结充填体细观层面的力学特性与结构破坏特征以及裂纹演化情况。得到如下结论:（1）通过正交试验开展矸石胶结充填最优配合比试验,研究颗粒级配、料浆浓度、砂灰比、粉煤灰掺量对矸石胶结充填体的坍落度、泌水率和单轴抗压强度的影响,得到矸石胶结充填最优配合比为颗粒级配K=0.2,料浆浓度L=76%、砂灰比S=4、粉煤灰掺量F=25%。（2）通过单轴压缩试验对不同尺寸的矸石胶结充填进行研究,发现矸石胶结充填体的抗压强度随尺寸的增大呈现先增后减的趋势,根据实验结果建立矸石胶结充填体尺寸效应度公式,对其尺寸效应研究提供一定参考。（3）通过声发射试验将矸石胶结充填体单轴压缩过程重新定义为四个阶段;分析不同尺寸的矸石胶结充填体试件在各个阶段振铃计数与能量的变化规律,研究表明声发射振铃的突变可以作为判定矸石胶结充填体破坏的前兆,尺寸主要是对矸石胶结充填体的内部裂纹的形成与扩展产生较大的影响,从而导致声发射事件的差异。（4）基于应变等效理论,引入压密系数,构建表征矸石胶结充填体在单轴压缩过程的损伤本构方程,对工程分析和设计提供一定的参考作用。（5）采用颗粒流软件建立矸石胶结充填体力学模型,从细观层次分析矸石胶结充填体的粘结材料刚度、平行抗拉强度、粘结内聚力和摩擦系数等参数对充填体力学特性及结构破坏特征的影响;再现矸石胶结充填体单轴压缩过程,并与宏观试验进行对比分析,发现矸石胶结充填体的破坏最先发生的区域是在矸石颗粒与粘结材料之间。该论文有图41幅,表22个,参考文献86篇。