胶凝砂砾石作为一种新型的筑坝材料,具有绿色、环保、经济、施工简单等优点。目前胶凝砂砾石材料在国外的应用已比较广泛,但是国内对于该筑坝材料正处于推广阶段。国内外学者对胶凝砂砾石材料的耐久性及力学性能从试验角度进行了大量的研究工作,但是对其本构模型的研究较少。为了进行胶凝砂砾石坝的剖面设计及其应力变形的有限元分析,构建胶凝砂砾石的本构模型显得尤为重要。本文通过总结胶凝砂砾石室内外实验数据,对比分析现有胶凝砂砾石本构模型的优缺点及适用性,提出一种适用于胶凝砂砾石材料的本构模型,并将其应用于胶凝砂砾石坝的有限元分析中,通过与守口堡大坝的实例分析证明了该模型的实用性,为胶凝砂砾石坝的设计及应用研究提供重要的理论基础及应用价值。本文具体研究如下:(1)收集国内外现有胶凝砂砾石材料室内外实验数据及本构模型,对其进行对比分析并研究现有本构模型的适用性。经研究发现,现有本构模型考虑了围压及龄期对其应力应变关系的影响,但是均未考虑胶凝材料用量对其影响。而胶凝材料用量是影响胶凝沙砾石材料力学性能最重要的因素,因此现有模型对不同配合比下实验数据拟合程度较差,不便于工程实例的应用。(2)基于堆石体K-G本构模型,提出一种适用于胶凝砂砾石材料的本构模型。该模型考虑不同围压及不同胶凝材料用量对其应力应变特性的影响,采用室内试验数据对上述模型进行验证,可知该模型能较好的拟合在胶凝材料用量在40kg/m3-80kg/m3之间时不同围压下的应力应变关系及体应变与轴应变之间的关系。(3)以守口堡胶凝砂砾石大坝为研究对象,利用本文构建的非线性本构模型,对守口堡大坝进行温度场及应力场数值模拟,通过仿真计算分析了大坝的温度场、应力场演化规律,验证了本文中提出的非线性本构模型对有限元分析的适用性。通过实例分析可知本文提出的非线性本构模型可以较为准确的描述胶凝砂砾石材料的本构行为,在工程应用中具有良好的应用性。