胶凝砂砾石坝是近年来出现的一种结合了碾压混凝土坝和面板堆石坝技术优势的新坝型,它使用一种新的筑坝材料——胶凝砂砾石材料筑坝。胶凝砂砾石材料是将少量胶凝材料添加到河床砂砾石或开挖废弃料等容易在坝址附近获取的岩石基材中,然后采用简易设备和工艺进行拌合后得到的一种新型筑坝材料。胶凝砂砾石坝在优化结构布置、节约工程投资、实现快速施工、适应自然环境、保护生态等诸多方面具有显著优点。目前,国内对胶凝砂砾石材料的研究处于起步阶段,基础理论研究相对较少,试验方法不够完善,没有建立系统的力学指标体系,不利于胶凝砂砾石材料研究的进一步发展。本文在总结国内外大量试验资料的基础上,结合水利部公益性行业科研专项经费项目《胶凝砂砾石材料力学特性、耐久性及坝型研究》,针对影响胶凝砂砾石材料力学特性的主要因素,进行系统的试验与研究,旨在探寻胶凝砂砾石材料强度指标与各影响因素之间的变化规律,建立系统的胶凝砂砾石材料力学指标体系。主要研究内容如下:1、通过收集和整理前期国内外胶凝砂砾石材料研究相关资料,概要介绍胶凝砂砾石材料的国内外研究动向以及如今已经取得的研究成果,针对影响胶凝砂砾石材料强度的各因素,确定合理的试验配合比以及试验方法。2、通过大量常规试验,进一步研究和分析水泥用量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率、骨料级配、龄期等因素对胶凝砂砾石材料抗压、抗拉强度指标的影响及其变化规律,同时通过试验研究轴心抗压强度、抗折强度的变化规律,并依据拉压强度,探求上述力学指标之间的内在变化规律。3、针对胶凝砂砾石材料抗剪强度研究,在不同配合比下进行大三轴剪切试验,得出相应的应力-应变关系曲线以及相应的抗剪强度指标。分析得出其应力-应变关系曲线可分为三个典型阶段:即线弹性阶段、非线性阶段和应变软化阶段。大体表现为在低应力水平下表现出线弹性性质,随应力增大逐步进入非线性阶段直至达到材料峰值强度;随后,应力随着应变的增长而降低,表现出明显的软化特征,最终趋近于材料的残余强度。4、研究胶凝砂砾石材料抗剪强度变化规律,确定不同组合与配比情况下胶凝砂砾石材料的峰值强度与围压、应变值与围压以及抗剪强度指标粘聚力与内摩擦角之间的内在关联,结合固结排水试验,详细研究材料轴向应变与体应变关系,为后期建立体积模量提供关键参数。