挡水结构的受力和变形状况是土石坝设计中的关键问题,以混凝土面板坝为例,其面板的应力状态主要取决于面板下坝体的变形。筑坝粗粒土的应力变形特性与其经历的应力路径密切相关,目前有限元计算常用本构模型的参数基本都是通过常规三轴试验获取的,但是大量研究均表明坝体在填筑和蓄水时的应力路径是复杂的,与常规三轴路径有较大差别。另外,我国近年新建了一些抽水蓄能电站,考虑到日调节抽水蓄能电站的上水库水位年循环次数将在300次以上,对水位慢速循环条件下坝体变形的研究将是十分必要的。为此,本文首先采用广义塑性模型对一实际面板坝进行有限元分析,获得面板坝坝体在填筑、蓄水和运行期水位往复工况的应力路径,并以此为基础,开展筑坝砂砾料的应力路径试验研究。同时,为考虑因缩尺等原因造成的级配和压实特性的差异,采用不同缩尺方法和初始孔隙比进行了多组试验。本文的研究内容和主要结论如下:（1）使用邓肯张E-B模型对各阶段试样的应力变形曲线进行拟合。拟合结果显示:大坝在填筑、初次蓄水阶段筑坝粗粒土的回弹参数K_ur是K值1.6².2倍,由于蓄水循环的偏应力幅值仅为总偏应力的1/3,往复蓄水阶段的K_ur值相较于填筑蓄水阶段有较大幅度的增加,大约为填筑时K值的6¹0倍,初次蓄水时K_ur值的3⁵倍。初始孔隙比对坝体填筑、初次蓄水的变形影响显著,但不会影响初次蓄水在两阶段总变形量中的占比,该占比主要受级配影响。（2）在与往复蓄水相同的应力水平上进行了等σ₃、等p和等σ₁路径的循环加载试验,并将不同路径循环的轴向变形模量与应力增量方向β用指数函数进行拟合。结果显示拟合参数与试样的级配和初始孔隙比有关,初始孔隙比越低,不均匀系数越小,不同路径的变形模量差异越大。由于制样各向异性的存在,试样在等σ₃和等σ₁路径上的弹性模量差异随着初始孔隙比的增加而增大。由于往复蓄水路径的球应力与偏应力同步增减,导致各组试验往复蓄水路径的弹性模量均略高于等σ₃路径,且泊松比均小于等σ₃路径。往复蓄水路径的弹性模量比常规路径高1%³%,泊松比仅为常规路径的0.4⁰.65,水位往复循环时的泊松比差异不可忽略。（3）在相同应力水平上继续进行了一组不同动应力幅值的动力循环试验。结果显示:等σ₃路径下的慢速循环弹性模量略高于相同应变幅值下的动弹性模量;慢速循环泊松比和动力循环泊松比的差异较明显且动力循环泊松比始终大于慢速循环泊松比,这可能是由于荷载频率过快导致试样来不及排水造成的。利用一种堆石料进行了不同围压和不同固结比的常规和等p路径下的动力循环试验,结果显示两种路径下的动弹性模量比较接近。在相同动应变幅值下等p路径略高于常规路径,且动应力越小,围压越高,固结比越大,二者差异越明显。