堆石料在巨大水荷载及自重作用下所发生的颗粒破碎现象,对其应力应变行为会产生影响。由于现有的高质量、轴应变做到约25%的常规三轴试验数据稀少,使得本构模型的推导以及模型参数的确定存在一定困难。低围压下的试验数据,会导致算出的坝体变形偏小,不利于大坝的安全评估。因此,研究常规三轴应力路径下的颗粒破碎本构模型,是当今工程中亟待解决的问题。本文选取水布垭坝作为工程实例,采集其筑坝堆石料进行了常规三轴试验,研究了堆石料的应力应变特性,并构建了一个能考虑堆石料颗粒破碎的本构模型。论文完成的主要工作有:1)选取采自世界上已建成的最高面板堆石坝—水布垭坝的筑坝材料,进行试验室大型三轴试验,获得了9组新的比较准确的应力应变数据,并对获得的常规三轴试验数据进行了复核。2)通过整理分析高质量的三轴试验数据,得到了堆石料颗粒破碎的应力应变规律,包括:验证了:（1）堆石料的临界状态孔隙比Ecs与其平均主应力p呈对数直线关系;（2）堆石料的临界状态剪应力q与平均主应力p呈幂函数关系;（3）堆石料的摩擦角与颗粒破碎率之间满足幂函数关系,且随着颗粒破碎率的增大,其内摩擦角减小。同时发现:（1）堆石料的颗粒破碎率Br与围压σ₃呈幂函数关系;（2）堆石料的临界状态应力比Mf与围压σ₃呈对数关系。且该公式预测结果表明,堆石料在高围压下也会发生一定程度的颗粒破碎,但远没有想象中的剧烈。3)首次提出了“体应变不变”是判断高围压下有大量颗粒破碎发生的堆石料是否达到临界状态的最佳标准,抛弃了传统临界状态理论中的“剪应力不变”标准。4)对试验室先前提出的Wan和Guo公式进行了校核和修正,引入颗粒破碎率修正项后,中、高围压下三轴数据的拟合效果较好。对常规三轴应力路径下堆石料的颗粒破碎规律进行了研究。5)吸收相关已有的理论,改进颗粒破碎相关的本构模型,提出拟合公式对原有的邓肯-张模型进行修正,构造了一个新的弹性非线性颗粒破碎本构模型。