胶凝砂砾石坝是一种结合面板堆石坝和混凝土坝技术优势的新坝型,它使用一种新型的筑坝材料——胶凝砂砾石材料。这种材料是采用简易设备将胶凝材料与河床砂砾石或开挖废弃料进行拌合后得到的。胶凝砂砾石坝具有施工工艺简单、降低工程造价、与生态环境相适应等诸多方面的优点。目前各种本构模型研究还处于起步阶段,尚无大家公认和广泛推广运用的本构模型,坝体的构造及断面设计尚未有统一的规范规定,制约了胶凝砂砾石坝的进一步研究,不利于这种新材料的广泛推广运用。本文根据水利部公益性行业科研专项经费项目《胶凝砂砾石材料力学特性、耐久性及坝型研究》任务书的要求,总结前期大量研究成果资料,主要研究的内容如下:1、针对胶凝砂砾石材料抗剪强度研究,得出相应的应力-应变关系曲线以及相应的抗剪强度指标。研究胶凝砂砾石材料抗剪强度变化规律,确定不同配比情况下胶凝砂砾石材料的屈服强度、峰值强度及残余强度与围压的关系以及抗剪强度指标与立方体抗压强度之间的内在关联。2、根据胶凝砂砾石材料应力-应变关系曲线分析的结果,在邓肯-张双曲线模型研究的基础上采用“虚加弹簧法”解决了材料的软化特性并建立了相应的本构模型,并通过守口堡工程对模型进行分析与评价,为本构模型以及坝型剖面的深入研究提供依据。3、结合土石坝及重力坝设计理论,确定胶凝砂砾石坝的坝体剖面形式及控制标准,即坝体坝踵处应力主要受坝体剖面型式影响,稳定安全系数主要受材料强度指标影响,故在工程中应用时,要根据坝体材料的强度指标推求最经济的剖面型式。4、通过非线性分析方法对胶凝砂砾石坝进行有限元计算,分析坝高及边坡的改变对坝体应力及位移的影响,总结胶凝砂砾石坝的应力分布状态及变形规律。