碾压混凝土（roller-compacted concrete,简称RCC）坝特有的施工技术——坝体材料由碾压机逐层振动压实,在大幅度加快施工进度的同时,也导致各层之间形成了相对薄弱的界面。如层间结合质量不加以控制,可能会导致裂缝和渗漏。因此,层面结合质量是影响RCC坝结构安全的重要原因之一。在坝体逐层振动压实的过程中,层间骨料嵌入下层产生咬合力形成强度,其运动嵌入过程及振动压实完成后嵌入性态在很大程度上决定了RCC层间结合质量和物理力学性能。因此,如何从层间骨料嵌入运动的角度揭示RCC层间结合机理,以及如何监测层间骨料的运动和嵌入规律,是控制RCC层间结合质量所需解决的重要科学问题。但是,目前相关研究未有反映层间骨料整体嵌入程度的指标,也未能建立层间骨料整体嵌入程度与RCC层间结合强度的关系。此外,由于混凝土中骨料的不可见性,很难通过常规的手段直接监测其在振动压实过程中的运动状态。因此,有必要借助先进的技术手段,定量分析层间骨料嵌入与RCC层间结合质量的关系,从层间骨料嵌入的细观角度解释RCC成层机理。同时,也有必要开发能够模拟真实骨料、且能够用于振动压实过程中RCC层间骨料运动监测的智能骨料技术。本文以RCC层间骨料的运动为研究对象,以层间骨料嵌入咬合机理为理论基础,重点研究了RCC智能骨料技术,并应用RCC智能骨料和离散元方法,分析了层间骨料嵌入与坝料特性、振动压实参数和粒径的关系,为后续应用RCC智能骨料技术的层间结合质量评估和控制提供理论依据。本文主要研究内容及成果如下:（1）提出了综合骨料尺寸与嵌入值、用以表征RCC层间结合质量的层间骨料嵌入程度指标;开展室内试验并基于CT扫描技术,重建了层面处骨料的三维模型,得到了不同粒径层间骨料的嵌入值,进而建立了与层间骨料嵌入程度与RCC层间抗剪强度的关系模型,从骨料运动嵌入的角度解释了RCC层间结合机理,为RCC层间结合质量表征提供了新的技术指标。（2）提出了适用于RCC骨料运动监测的智能骨料技术;研制开发了RCC智能骨料装置及三维可视化系统,结合3D扫描和3D打印技术实现了真实骨料形状、等效比重和瞬时接触刚度的模拟;利用高精度MEMS惯导模块采集骨料运动加速度和角速度信息并基于三维可视化集成模型和Three.js、Tween.js插件技术,实现了层间骨料运动位移的解算与三维可视化,为层间骨料嵌入监测提供了技术手段。（3）提出了基于经验模态分解和Tikhonov正则化的骨料沉降加速度求解位移方法;通过高速摄像机振动台试验,采集振动压实过程中RCC累计振动沉降位移和加速度,分析确定了二者时频域特征;基于该特征,可将位移求解转换为正则化参数求解问题;利用实测位移反演Tikhonov正则化参数,建立了加速度噪声指标与正则化参数的高斯过程回归模型,为振动压实过程中层间骨料运动位移的精确解算提供了有效的解决途径。（4）利用RCC智能骨料技术,开展了不同RCC坝料特性与振动压实参数下层间骨料运动、嵌入规律试验;分析了不同坝料VC值、层间间隔时间和压实荷载对层间骨料运动和嵌入过程的影响;并结合实际提出施工建议,为在碾压过程中从骨料嵌入角度实时评估和控制层间结合质量提供了新的技术方法。（5）提出了同时模拟骨料真实形状、砂浆流变性能和RCC双层振动压实过程的离散元建模方法;分别通过3D扫描和振动台试验,给出了接触模型及其细观参数的标定方法;实现了不同粒径RCC层间骨料运动嵌入过程的模拟,从细观角度模拟分析了不同粒径层间骨料的嵌入规律,为后续基于智能骨料技术开展RCC施工质量控制研究提供理论依据。