寒区黏土心墙坝冬季施工过程中普遍面临着心墙土料受冻难压实及冻融破坏等问题。相变材料（Phase Change Material,PCM）与黏土料制备而成的相变心墙土料具有防冻控温性能,为上述问题的解决提供了新的途径。然而,相变黏土料作为一种新型心墙填筑料,现阶段对其材料性能和筑坝特性的研究还不够充分,其充当心墙料的可行性尚缺乏支撑和论证。因此,有必要结合室内试验和数值模拟等手段,深入研究相变心墙土的工程特性,论证其筑坝稳定性和安全性。本文以石蜡基PCM为外掺剂,制备相变心墙土料,深入研究了其各项材料性能和力学特性,并基于某工程实例,分析了不同填筑形象的相变土心墙坝在不同工况下的稳定性,论证了相变土心墙坝的安全性,为该类坝型在寒区的实际建设提供理论依据与支撑。本文主要研究内容如下:（1）给出了相变心墙土的制备方法,并研究了其基本材料特性。首先,给出了制备相变心墙土所用材料的基本物理特性,介绍了相变黏土料的制备方法,并在其防冻控温有效性的基础上,确定了后续试样的PCM掺量。随后,基于击实试验研究了相变心墙土的压实特性,为土料试样的制备提供标准。最后,利用固结试验,分析了不同PCM掺量土料在饱和与非饱和状态下的固结沉降特性。（2）研究了相变心墙土的应力变形特性和各项强度性能。首先,基于三轴固结不排水试验,探究了PCM掺量对土料粘聚力、内摩擦角和应力-应变特性的影响,为后续相变土心墙坝的稳定性提供基础;接着,通过无侧限抗压试验,分析了相变心墙土的抗压强度对PCM掺量、含水率及压实度等因素的敏感性,为其制备和压实提供了依据;最后,分析了PCM掺加对相变心墙土抗拉特性的影响。（3）开展了不同填筑形象下相变土心墙堆石坝稳定性研究。结合工程实例,运用COMSOL Multiphysics软件,建立了不同填筑形象方案的有限元模型,分析了相变土心墙堆石坝的竣工期和蓄水期边坡稳定性,论证了相变黏土作为心墙土料的可行性,并给出了工程应用建议,为寒区相变土心墙坝的设计和建设提供了依据。