随着基础设施建设加快,天然砂资源日渐稀缺,出于对天然砂的保护以及环保方面考虑,机制砂作为一种绿色可持续发展的新型细骨料,得到了广泛的应用。但机制砂粒形、堆积密实度、级配组成不佳以及石粉含量是影响其实际应用的主要因素,其中堆积密实度以及工作性能方面的问题最为突出。利用可压缩堆积模型（Compressible Packing Model,简称CPM模型）可以提高机制砂的堆积密实度,但传统CPM模型没有考虑到粒形对堆积密实度的影响,本文提出一个考虑了粒形影响的颗粒作用效应系数对CPM模型进行修正。同时,在修正CPM模型的基础上,研究机制砂粒形、级配组成、密实度和石粉掺量以及浆体富余系数对砂浆流变性能影响的规律。论文主要研究工作和结果如下:（1）使用数字图像处理技术获得机制砂的长宽比、圆度、内径比、扁平比和球度五个粒形参数,以反映机制砂颗粒的形貌特征。将五个粒形参数按不同权重累加,得到粒形综合指数（P）;机制砂粒形综合指数（P）越高,颗粒越接近于球形,粒形越好,同一级配下堆积密实度越高。本文所用的砂岩机制砂、花岗岩机制砂、砂岩（卵石）机制砂和石灰岩机制砂的粒形综合指数（P）分别为0.657、0.669、0.683和0.695。（2）引入一个由粒形综合指数（P）和反应不同尺寸颗粒粒形对模型影响的级配因子（G）计算获得的颗粒作用效应系数“L”,对传统CPM模型中的虚拟堆积密实度进行修正,并通过数值分析的方法得到颗粒作用效应系数“L”的函数表达式。修正后的CPM模型能较为准确地预测四粒级级配机制砂的实际堆积密实度,并获得机制砂的在最紧密堆积状态下的级配组成。（3）随堆积密实度降低以及粗颗粒数量减少,机制砂砂浆屈服应力呈现先减少后增大的趋势,其中在屈服应力减少时,机制砂粒形综合指数（P）越低,其砂浆屈服应力下降幅度越大。随着机制砂堆积密实度降低,砂浆的塑性黏度逐渐上升、流动度逐渐下降;在机制砂最紧密堆积状态下,工作性能最优。砂浆滞回环面积随堆积空隙率增大而增大,但堆积孔隙率超过47%～48%后,增加幅度变小。（4）随着石粉掺量增加,砂浆屈服应力增大;砂浆屈服应力受到石粉的粒度和粒形影响;同一石粉掺量下,石粉直径小、粒形差,砂浆屈服应力大。石粉掺量低于12.5%时,由于填充作用的影响,随着石粉掺量的增大,砂浆塑性黏度减少、流动度上升;在掺量为12.5%～30%时,由于石粉比表面积大,砂浆塑性黏度增大、流动度降低。（5）水灰比为0.5时,在保证机制砂的最紧密堆积和石粉掺量不变的前提下,随浆体富余系数由1.05增加至1.65,机制砂砂浆屈服应力和塑性黏度下降、流动度上升。塑性黏度下降速度大致上可以分为快速、缓慢和再快速三个阶段,对应砂浆中浆体量短缺、足够和富余三种状态。砂浆中浆体量足够的状态下,砂浆工作性能最优。在结合经济实用方面考虑后,砂岩机制砂砂浆、花岗岩机制砂砂浆和石灰岩机制砂砂浆最优的浆体富余系数为1.35;而砂岩（卵石）机制砂砂浆最优浆体富余系数为1.45。同时,在最优浆体富余系数时,其砂浆的28d抗压强度最高。