本文以内蒙古乌海市典型矿区排土场护坡修复为背景,以当地富集的煤矸石和天然浮石为主要原材料,研制煤矸石混合骨料混凝土,试验研究分为两阶段,阶段一以煤矸石粗骨料等体积梯度取代浮石粗骨料制备煤矸石混合骨料混凝土,通过力学试验准确分析混凝土宏观力学性能;为了表征煤矸石混合骨料混凝土的抗冻性,测试其经受冻融循环作用后质量损失率和相对动弹性模量进行分析;考虑冻融循环作用对混凝土的影响,在此工况作用后进行单轴受压试验,根据混凝土特性构建考虑冻融循环作用的煤矸石混合骨料混凝土损伤劣化本构模型,分析混凝土的损伤劣化过程、损伤机理和耐久性能;根据力学特性和耐久性能劣化规律,结合微观特征,分析不同掺量煤矸石混合骨料混凝土的综合性能,确定最优矸石混掺比例。阶段二以最优取代率为基础,外掺120目胶粉改善矸石混凝土综合性能,分析矸石混合骨料胶粉混凝土宏观力学性能、冻融损伤特征和微观孔隙结构,基于核磁共振技术建立灰色关联模型,研究宏观力学性能与孔隙结构的关联,结论如下:1、随着煤矸石取代率增加,立方体抗压强度先增高后降低,最优取代率为60%,拟合劈裂抗拉强度与取代率指数函数,精度较高;建立的应力-应变曲线模型较好描述混凝土承受荷载变形过程。煤矸石和浮石混掺弱化了浮石以及煤矸石本身材料缺陷,减少混凝土内部孔隙,优化了孔隙结构;确定最优取代率为60%,其强度最高,初始刚度最大,抵抗弹性变形能力最强,内部孔隙结构较好。2、相同冻融循环次数作用下,煤矸石取代率与质量损失率成正相关,相对动弹性模量降低,取代率的增加在一定程度上劣化了煤矸石混合骨料混凝土抗冻性。建立煤矸石混合骨料混凝土在不同矸石取代率下的应力-应变损伤劣化本构模型,较好的反应不同取代率下煤矸石混合骨料混凝土强度发育劣化规律。3、120目胶粉掺入提高了混凝土的拉压比,减小了混凝土的脆性性能,提高了混凝土的韧性,胶粉颗粒具有填充孔隙的作用,减少了多害孔的产生,优化了孔隙结构;建立GM（1,3）模型,模型预测值与试验值的平均误差低于5%,模型具有较高精度,可为胶粉外掺对煤矸石混合骨料混凝土的改善作用提供理论参考。120目胶粉外掺可有效改善煤矸石混合骨料混凝土的耐久性,掺量为12%最佳。4、确定水灰比0.43,煤矸石60%等体积取代浮石粗骨料制备煤矸石混合骨料混凝土。为矿区大型排土场提供一种可就地取材的护坡混凝土材料,减少经济成本,减少固体废料煤矸石堆积占地面积大、自然污染环境等问题。外掺胶凝材料质量12%的120目胶粉可改善混凝土孔隙结构和抗冻耐久性,提高混凝土性能。