闸墩混凝土的膨胀行为对闸坝工程的影响十分重要,综合分析国内有关部门统计的国内1782座大中型闸室工程病险案例,混凝土材料老化导致闸室病险的占比76.3%,是约束闸室工程使用年限的主要原因,并且很难修复。随着经济社会的高速发展,污染河水中的Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺等碱金属离子快速增加。这些碱金属离子对浸泡在污染河水中的混凝土材料侵蚀作用日益增强,逐渐影响混凝土材料的性能。本文以研究污染河水中Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺对闸墩混凝土的膨胀行为的影响为目的,从实验和理论两个方面出发,设计实验,观测了Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺对混凝土的作用,并通过理论分析结合其他学者的实验数据计算拟合了碱金属离子含量对混凝土膨胀行为的影响,建立了评价污染河水中碱金属离子对浸泡在其中的混凝土材料膨胀行为影响的模型。本文主要包含以下内容:（1）采用ABAQUS计算了三盛公水利枢纽拦河闸闸墩软基的固结沉降过程,与闸墩顶部垂直位移监测数据相比,得到了闸墩膨胀行为历时曲线。（2）实验分析了Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺对混凝土材料的作用。结果表明:Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺对混凝土体积膨胀都有贡献;Ca²⁺在混凝土体积膨胀前期占主要作用,超过一定含量将导致混凝土开裂;Na⁺、K⁺对混凝土体积膨胀的影响在后期逐渐成为主要因素。（3）通过分析已有学者的实验数据,类比碱骨料反应,建立了碱当量对混凝土膨胀速率的影响关系。并通过类比Cl^-累积过程和碱当量与基质碱溶液浓度对应关系,将污染河水中的碱金属离子浓度与混凝土体积膨胀行为联系起来。建立了碱金属离子浓度对混凝土膨胀行为影响的评价模型。（4）以三盛公枢纽工程拦河闸闸墩变形为案例,运用建立的碱金属离子浓度对混凝土体积膨胀行为影响方程进行计算。拦河闸闸墩变形的计算结果与实测结果具有良好的一致性,从而验证了该模型。此外,通过类比混凝土碱骨料反应体积膨胀与混凝土弹性模量退化关系,计算了三盛公水利枢纽拦河闸闸墩混凝土弹性模量退化历时过程,期望为工程实际运行提供了参考和建议。