近年来国内外学者针对胶凝砂砾石坝型开展了许多理论研究,主要基于室内试验得到的材料参数和本构特性等,缺乏结合实际运行条件下坝体原型监测资料开展的真实工作性态分析。本文以目前国内外最高胶凝砂砾石围堰—大华桥上游过水围堰的施工期及运行期监测资料为基础,对高胶凝砂砾石围堰运行期的应力应变场、渗流场、温度和温度应力场真实工作性态及安全性进行了研究,并对高围堰结构设计中关于剖面对称性、堰内材料分区和温控标准等问题进行了探讨。本文主要研究内容和成果如下:（1）结合实际施工及运行条件,对高胶凝砂砾石围堰应变、渗压和温度监测资料进行全面分析,探究了实测无应力应变和总应变、堰内和堰基压力水头、堰内温度等分布和变化特征。在实测应变数据处理方面,提出了适用于胶凝砂砾石围堰的分析方法,包括以增量形式表示的应力应变统计模型和相应分量因子。（2）利用应变监测数据分离出的应变分量,采用适宜于胶凝砂砾石围堰运行特点的反分析方法,对真实材料力学参数进行反演,分析了实际力学参数与试验值产生较大差别的原因,结合多工程数据对弹性模量动态变化过程进行了拟合。以反分析得到实际运行条件下应力应变场工作特性为基础,分析了高围堰结构在运行期内挡水和过水工况下变形和应力稳定安全问题。堰内基本全断面受压,大部分应力水平较低,只在堰踵堰趾部位存在相对高应力三角区,应力强度安全系数和抗滑稳定安全系数均满足规范要求,并有较大的安全裕度。（3）利用堰内渗压水头实测数据,建立基于时间序列不同时段的非稳定渗流场反演分析方法,反演得到真实的材料渗透系数,分析了渗透系数随渗流历程的动态变化规律,探讨了反演值与室内试验值差异的原因。通过反分析得到了实际运行条件下渗流场工作特性,表明采用变态胶凝砂砾石作为防渗层,不设基础防渗、排水的结构,可以满足高胶凝砂砾石围堰运行需要。在长期压力水作用下,堰内渗透特性变化较小,渗流状况没有发生明显恶化,对于水利工程,胶凝砂砾石材料具备满足要求的抗渗透溶蚀能力。（4）根据堰内实测温度数据,对胶凝砂砾石热学参数,包括导热系数、绝热温升等进行了反演。考虑瞬态条件下渗透水温与堰体材料温度的差别,建立了受渗流影响的温度场热传导微分方程,推导出有限元计算公式及其解的形式,提出适用于胶凝砂砾石围堰的,受渗水影响温度场计算方法。结合有限元计算成果说明低温渗透水使浸润线以下区域和浸润线以上部分区域产生较大的温降速率和温降幅度,改变了堰内温度分布状况,使约束区提前产生了较大的基础温差。（5）结合实测应变数据和温度场计算成果,通过反分析得到了真实徐变度,以及实际运行条件下温度应力场工作性态,表明堰内在基础温差作用下由于横向约束较强也会产生较大的温度应力,应与顺河向应力共同作为基础温差的控制应力进行考虑。对于上游迎水面,内外温差的控制应力为表面横河向及顺坡向应力。（6）对高胶凝砂砾石围堰是否仍需采用对称剖面进行论证,在普遍地基类型和坝体材料范围内,分析了非对称剖面相比对称剖面,在应力强度安全度和抗滑稳定安全度方面的损失。提出对称剖面带来的材料强度要求低和结构稳定安全性高是胶凝砂砾石坝型不同于以往传统坝型的优势,在剖面设计时不应过分追求优化剖面。（7）提出了以压应力分区为基础的,划分堰内高、低应力区和局部增强区的堰内材料分区方法,确定了各分区覆盖范围。在低应力区可充分利用当地较差原材料,减少材料加工,降低拌和、施工要求,发挥胶凝砂砾石筑坝技术经济、施工便捷和环保的优势。（8）结合胶凝砂砾石围堰在其热学性能、施工特性等条件下的温度场分布变化规律,提出了施工期温度场的实用计算方法,通过便捷手算即可得到初期温度,包括逐日浇筑层平均温度、浇筑层厚度方向任意点温度和浇筑层能达到的平均最高温度,利用算例验证了正确性,在围堰设计时具有较强的实用意义。从对温度场温度应力场影响较大的材料热、力学参数和结构施工、运行特性等方面,分析了胶凝砂砾石围堰与常态混凝土坝、碾压混凝土坝的区别,制定了适用于胶凝砂砾石围堰的温控标准。