非水反应高聚物注浆材料是基础工程防渗加固的新型环保型材料,具有高效、经济、施工快捷等优点,被广泛地应用于高速公路、高速铁路、水库等工程的病害抢险维修中。高聚物注浆材料是典型的黏弹性材料,其力学特性与温度、荷载频率等多种因素密切相关。实际工程中高聚物注浆材料常处于动态荷载作用下,也经常应用于各种地域的有水或无水环境中,开展材料的黏弹特性及其影响因素的研究就显得尤为重要;另一方面合理的黏弹性本构模型是高聚物复合结构动力反应分析的基础,也是结构设计的关键。然而目前针对新型高聚物注浆材料黏弹特性及其本构关系尚未开展系统的研究。基于此本文开展高聚物注浆材料的动态黏弹特性及本构关系研究,采用室内试验、理论分析、数值模拟等方法,研究高聚物注浆材料动态黏弹特性及其影响因素并建立了本构模型,主要内容如下:(1)应用动态热机械分析技术研究高聚物注浆材料动态黏弹特性及其影响因素。解决影响精确测试高聚物注浆材料动态黏弹性参数的关键问题,测试不同温度、频率、密度以及浸水条件下高聚物注浆材料的动态黏弹性模量和损耗因子;揭示不同因素对高聚物注浆材料动态黏弹特性的影响规律并从微观角度分析不同因素影响下高聚物分子及分子链运动机理。研究该材料的高低温性能及工程应用范围,并建立高聚物注浆材料密度与动态黏弹性模量的关系式,为建立黏弹性本构模型打下基础。(2)研究高聚物注浆材料的动态黏弹特性本构模型。梳理各类经典黏弹性本构模型的组成及其本构方程,分析对比各个模型的优缺点及适用范围。基于模型参数容易获取且可直接用于有限元模拟等优点选用四阶广义Maxwell模型分析高聚物注浆材料的动态黏弹性模量并构建其黏弹性本构模型,采用多目标约束的共享参数拟合方法获取高聚物注浆材料的黏弹性本构模型参数,利用高聚物注浆材料密度与动态黏弹性模量的关系构建不同密度高聚物注浆材料黏弹性本构模型。(3)高聚物注浆材料黏弹性本构模型的验证与应用。对比分析黏弹性本构模型计算数据与DMA试验数据,初步验证黏弹性本构模型的正确性。结合高聚物注浆材料黏弹性本构模型,利用ABAQUS有限元软件建立高聚物防渗墙土石坝数值模型,计算高聚物防渗墙土石坝动力响应,与前期开展的动力离心试验结果对比,验证黏弹性本构模型的正确性,与线弹性模型结果对比,验证黏弹性本构模型的精确性。高效合理的高聚物注浆材料黏弹性本构模型为研究高聚物注浆材料的动力响应提供依据。