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充填采矿法要求充填体具有一定的强度以满足后续回采的安全，传统方法是通过实验室配比实验进行充填设计，然而由于克填料浆离析分层的原因，充填体表现出不均匀特性，充填体现场实测强度与设计强度相差较大，这给安全生产带来隐患。本文设计了一种简单、可靠的充填体中水泥含量检测方法，以该方法为基础，通过相似模拟水槽实验，系统研究了充填体不均匀特性。结果表明：砂灰比为4的充填体强度呈S型分布，砂灰比为10的充填体强度呈线性递减，低砂灰比充填体表现出局部均匀、整体分层的特性，并得出如下机理：充填体强度与水泥含量不成正比关系，水泥颗粒大量聚集在一起不利于充填体的强度。水泥含量高并不代表强度高。