弱胶结软岩是我国西部矿山广泛分布的一类特殊软岩，由于其强度低，胶结差，遇水后易软化、崩解、岩质迅速劣化，致使立井掘砌、支护施工困难，井筒变形、井壁破裂等工程事故时有发生，弱胶结软岩立井围岩破坏机理及防治是西部煤矿立井建设亟待解决的问题。本文以弱胶结软岩和立井为研究对象，利用试验、理论分析和数值模拟等方法，对弱胶结软岩的力学特性、水解机制、应力-渗流耦合规律、围岩压力等方面展开研究，主要研究成果如下：
　　（1）软岩宏细观力学性质和水解机理研究。在西部弱胶结软岩矿区采集粗砂岩、细砂岩、泥岩典型岩样，通过室内压缩试验，分析了软岩在单轴和三轴压缩下的应力-应变曲线和破坏特征；使用X-探针对不同浸水时间泥岩的细观结构和组成成分进行分析，得出粘土矿物吸水引起颗粒边缘由不规则锯齿状趋向浑圆、孔洞变大是泥岩内部结构疏松，强度降低的主要原因；建立与弹性模量相关的损伤变量，通过试验数据得出损伤演化方程，将参数代入到数值计算模型，得出泥岩层的损伤使立井围岩的软弱岩层力学性质进一步劣化，水平方向地压加大。
　　（2）贯通裂隙岩体应力-渗流耦合试验。采用螺旋CT和三维激光扫描仪测量岩石裂隙宽度和岩石节理面粗糙度，GEOMAGIC软件提取节理面的三维坐标，通过计算获取的试件节理面的突起高度方差均值和起伏角均值；在TAW-2000M岩石三轴伺服试验仪上进行了法向应力-渗流耦合试验，分析了法向应力、水压对裂隙岩体渗透性的影响，根据渗透系数表达式中的参数与节理面突起高度方差均值、起伏角均值的关系，推导出包含节理面粗糙度、法向应力和水压的渗透系数计算公式。
　　（3）组合岩体应力-渗流耦合理论分析。基于三维应力下的裂隙-岩块位移模型，推导出了裂隙两侧为不同岩块的裂隙岩体渗透系数理论计算公式，对试验过程中受力状态进行简化，得到试验验证的理论计算式，通过理论分析及试验获取裂隙法向刚度系数和岩体变形模量，采用数控机床切割、组合三种裂隙岩体进行试验，对所推导渗透系数公式的正确性及适用性进行了初步验证。
　　（4）裂隙岩体剪切-渗流耦合试验及分析。将TAW-2000M岩石三轴伺服试验仪的试件装载设备进行改造，轴向荷载转化为剪切荷载，实现了岩石三轴仪上的剪切-渗流耦合试验，制备具有相同起伏角的粗砂岩、细砂岩、粗细砂岩组合岩体试件，根据试验结果，分析了剪切应力、法向变形、渗透系数随剪切位移的变化规律，对Barton抗剪强度准则进行了修正，并运用到的立井倾斜岩层围岩应力的数值计算中，结果显示围岩软弱夹层应力集中与岩层倾角有关，与下层硬岩接触区域为井筒易发生破损区段
　　（5）立井内井壁水压确定和井壁结构优化。对立井围岩注浆前后的渗流场进行分析，井壁及地层渗流采用轴对称径向稳态水渗流计算模型，得到注浆前后井壁承受的水压力系数和水压的计算公式，将求解的水压施加于井筒，按轴向线性分布厚壁圆筒空间轴对称问题的解析解求解井筒的应力分布和位移，根据工程算例进行了井壁结构设计的优化。