沿空留巷技术是目前煤矿科学开采技术领域研究的热点之一，该技术具有提高煤炭资源回收率、减少巷道掘进量、可实现Y型通风以及能够有效解决采掘接替紧张等问题而被广泛研究与应用。为解决目前沿空留巷巷旁充填体脆性大、早期强度低、不能够与上覆岩层形成有效的“协调让压-承载”结构等问题，本文主要从水泥基充填体材料方面入手，进行了针对性的基础研究。选取增韧材料乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）聚合物对水泥砂浆进行改性，并选择早强剂三乙醇胺（TEA）提高其早期强度，通过实验室物性测试、数字散斑技术以及数值模拟对改性砂浆的力学性能以及破坏过程进行了分析研究，主要研究内容及结论如下：
　　（1）根据相关标准及方法测试了改性砂浆的抗压强度、抗折强度、压折比、轴向最大应变值以及试件尺寸对抗压强度的影响，并讨论了聚合物掺量、早强剂、养护龄期对这些力学性能的影响。结果表明：在早期龄期（7d内）时，随聚合物掺量的增加，改性砂浆的抗压、抗折强度明显下降，在到达28d龄期时，改性砂浆抗压、抗折强度随聚合物掺量的增加表现为先升高后降低，其中掺量为5%砂浆强度表现最大；早强剂对各龄期时的改性砂浆抗压、抗折强度都有明显的增强效果。通过压折比及试件轴向最大应变值可以看出，随聚合物掺量的增加，改性砂浆压折比明显降低，轴向最大应变值增大，表明砂浆韧性性能逐步增大；早强剂对改性砂浆韧性性能没有明显影响。随聚合物掺量的增加，棱柱体试件与立方体试件（RCU/RC）比值增大，根据尺寸效应理论，表明在宏观测试方面，砂浆的强度均质性随聚合物掺量的增加而明显提高。
　　（2）利用数字散斑技术对聚合物改性砂浆单轴压缩破坏过程进行了细观层面的研究，应用局部化带理论分析结果表明，随聚合物掺量的增加，局部化带与裂纹转化的应变阈值明显增大，局部化带的扩展速度随聚合物掺量的增加明显减小。利用位移演化分析法对局部化带随加载时间变化进行了量化分析，得出随聚合物掺量的增加，张拉及错动位移曲线愈加平缓，各掺量砂浆两种破坏方式同时发生，但都是主要以张拉破坏为主。通过砂浆破坏各阶段时间比例分析得出，除了掺量为5%砂浆与宏观结果分析存在差异外，其余砂浆随聚合物掺量的增加强度均值性明显增强，与宏观分析结果较为一致。
　　（3）利用RFPA数值模拟软件对改性砂浆单轴压缩过程进了模拟研究，基于试验砂浆表现的韧性力学变化以及破坏过程的分析结果，对模拟参数进行了分析讨论，并最终确定了各掺量砂浆的模拟参数，通过对试验及模拟得出的相关参数进一步的拟合分析，得出了各参数与聚合物掺量之间的拟合方程，从而为研究其他聚合物掺量砂浆的相关力学性能及破坏过程提供有效途径。