近年来,“海绵城市”这一概念的提出使实现水资源循环利用成为城市发展的必要需求。然而在城市化迅速发展的过程中,大量地表被不透水性铺装覆盖,地表水无法及时渗入地下。针对这一现状,使用以透水混凝土为代表的多孔材料代替不透水性材料铺装于土体上,既可以满足基本的路面使用要求,又可以保证水资源的循环利用。另外,煤炭资源被大量开采,其中的煤矸石作为废弃物堆积于矿山附近,不仅严重污染生态环境,还有潜在的垮塌、爆炸的风险。基于此,本文对煤矸石回收再利用,将其作为粗骨料制备透水混凝土,进行的主要研究及成果如下:研究了在骨料粒径、水胶比、设计孔隙率及透水剂用量影响下,煤矸石透水混凝土工作性能、力学性能及透水性能的变化规律。通过限定抗压强度与透水系数的值,得到了富余浆量比、总孔隙率及有效孔隙率的适宜范围。采用正交试验与单因素试验结合的方式,得出了煤矸石透水混凝土的最优配合比,制得试块的抗压强度为23.35MPa,透水系数为1.51mm/s。在最优配合比的基础上,考虑煤矸石细骨料与粉煤灰掺量的影响,制得了抗压强度在26MPa左右,透水系数在1.70mm/s左右的试块。采用图像处理法提取等效直径、平面孔隙率、形状系数等平面孔隙特征,研究了平面孔隙特征在各因素影响下的变化规律,同时研究了二维下的平面孔隙率与三维下总孔隙率、有效孔隙率的相关性。利用X-CT扫描试块,Avizo软件提取二维与三维下的孔结构特征,建立连通孔的孔结构模型。通过对试验数据的回归拟合分别建立了基于水胶比、设计孔隙率与透水剂用量的抗压强度及透水系数预测模型,所得方程可用于煤矸石透水混凝土的性能预测。分别基于Griffith断裂理论与Kozeny-Carman理论模型,通过系数修正与合理假设,建立了以孔结构特征为参数的抗压强度与透水系数预测模型。通过该模型建立了煤矸石透水混凝土的结构组成与宏观性能的联系,可用于已有样品的性能预测。本论文有图76幅,表50个,参考文献136篇。