堆石料是土石坝等土工建筑物的主要填筑材料,对这些土工建筑物进行有限元地震反应分析及抗震设计时,堆石料的动泊松比、动剪切模量和阻尼比是十分关键的计算参数。但由于三轴试样端部效应的存在以及测量技术的限制,目前传统大型三轴仪很难精确测量试样在动荷载作用下的径向变形。针对上述难题,本文采用最新研制的长方体试样大型三轴仪,结合局部测试技术,实现了直接测量试样局部位置的径向应变,解决了传统方法测量试样径向变形测量不准的难题。本文主要研究成果如下:(1)针对传统大型三轴仪无法直接测量试样径向变形的难题,本文研制了可直接测量三轴试样轴向和径向变形的长方体试样大型三轴仪。通过在试样不同高度位置上布置多个局部位移计LDT,直接测量局部位置的轴向和径向变形,实现了研究不同高度位置上堆石料的动力变形特性。(2)根据试验结果比较了分别由局部测量方法和常规测量方法得到的试样径向变形和动泊松比的差异。在相同试验条件下,由于试样端部“藏水区”的影响,常规测量方法间接求出的试样平均径向变形比局部测量方法直接测定的径向变形偏大;在不同围压条件下,常规测量方法得到动泊松比集中在0.45左右,局部测量方法得到的动泊松比分布在0.20~0.40之间;分析试验结果可知,由局部测量方法测定的结果更符合土体变形特性,可以反映试样真实变形状态。(3)比较了动泊松比的取值对堆石料动剪应变和动剪切模量大小影响。试验结果表明:当采用目前常用的假定的固定动泊松比计算时,在围压较低时会低估堆石料的剪切变形,在围压较高时会高估堆石料的剪切变形;在相同围压条件下,泊松比的变化会导致γ_d~ε_a和G_d~γ_d曲线存在明显差异,且随着围压的增加差异越来越大。(4)研究了试样在不同高度位置上的动力变形特性。分别对动泊松比、动剪切模量和阻尼比三个动力参数进行了研究,分析总结了围压、动应力比、动剪应变以及平均主应力等因素对堆石料动力参数的影响及变化规律;给出了归一动剪切模量和阻尼比随动剪应变衰减的拟合公式,并根据试验结果求出了堆石料的最大动剪切模量和最大阻尼比。