层间界面剪切力学性能是堆石混凝土结构的重要力学性能之一。堆石混凝土层间界面的抗剪性能主要由施工缝表面外露的大粒径抗剪块石和上下层混凝土之间的相互作用决定。结合堆石混凝土的层面特点和荷载传递机制准确预测和评估层间界面的抗剪性能对于保障堆石混凝土结构安全有着重要意义。论文通过试验研究和细观力学模拟探究了层间施工缝上的岩石与混凝土的材料特性和岩石的分布特性等因素对堆石混凝土层间界面抗剪性能的影响,然后基于界面破坏机制开发了堆石混凝土层间界面剪力传递模型并提出了剪切承载力计算公式,实现了对堆石混凝土层间界面抗剪性能的预测和评估。论文的主要工作和研究成果包括以下4点:1.设计并完成了堆石混凝土施工缝小型直剪试验。试验模拟了堆石混凝土分层浇筑的施工工艺,研究了抗剪岩石特性和分布等对堆石混凝土施工缝剪切性能的影响。通过骨料特征和正压力的变化研究材料特性和应力水平对施工缝抗剪承载性能的影响,为细观力学数值模拟和剪力传递模型的开发提供数据基础。2.进行了基于三维重构的堆石混凝土施工缝剪切行为的三维非线性有限元细观力学模拟。根据堆石混凝土的组成特点提出了基于便携式三维扫描仪的考虑真实堆石骨架形态的细观力学建模方法,对堆石混凝土施工缝小型直剪试验进行了细观力学数值模拟,获取了施工缝内部的全过程变形和应变场分布。基于细观力学模型进行了更多参数的数值试验,为后续宏观模型的开发提供了数据支撑。3.建立了基于接触密度且能根据应力状态自动选择破坏模式的堆石混凝土施工缝剪力传递模型。模型将岩石与混凝土的材料特性和岩石在施工缝表面的分布特征作为量化参数,能够根据当前应力状态自动选择破坏模式并准确评估堆石混凝土施工缝的剪切性能。简化后的抗剪承载力公式为堆石混凝土工程设计和质量评估提供了理论依据。4.进行了堆石混凝土施工缝大尺寸试件的剪切试验,探究真实工况中堆石混凝土施工缝在复合受力状态下的剪切性能。并利用试验结果对所提出的剪力传递模型和抗剪承载力公式的适用性进行了验证。