水资源短缺是制约新疆经济社会快速发展的关键问题因素,水资源空间分布不均,与社会经济发展不匹配的问题日益突显,阻碍了新疆地区的跨越式发展。跨流域调水是解决新疆水资源空间分布不均问题的有效手段,有力缓解新疆天山北坡经济带和新疆东部地区的资源型缺水的问题。跨流域调水通常采用管道输水和明渠输水两种方案,管道输水造价高昂,输水流量低,且后续养护管理不便;明渠输水流量大,相比管道输水价格较低,便于维护。但明渠输水渠道由于工程量大,线路长,一般会跨越多个区域,工程地质条件和气候条件等复杂多变,易受到盐冻胀和不良地质条件的影响。从而发生不均匀沉降、冻融等原因引起的开裂等问题,进一步引起渠道的连续大范围破坏。为解决上述问题,本文综合水泥混凝土和沥青混凝土的物理力学特性,提出了一种高聚物戈壁土的半柔性半刚性胶凝混合材料,具有与水泥混凝土接近强度的较高刚性特征,同时又具有沥青混凝土协调变形能力较好的柔性特征。该材料在满足材料基本力学性能的基础上,又具有较好的抵抗变形和抗渗性能,能够提高明渠输水渠道的耐久性能,降低明渠输水渠道的冻胀开裂问题、降低日常养护管理难度和减少维护费用,实现建筑材料的绿色可持续利用。但是作为一种新型胶凝混合材料,在新疆特殊地理气候环境下的物理力学性能、耐久性能等多方面的特性仍存在不清晰、不明确等问题,亟需开展基础的试验研究和理论分析工作。本文在综述高聚物戈壁土物理及力学特性、耐久性能、本构关系等的研究进展基础上,将高聚物戈壁土作为一种胶凝混合材料,对高聚物、戈壁土两种材料的基本性能、及配合比的优选,混合材料的力学性能、变形性能、高低温性能、抗侵蚀性能、抗渗性能等方面开展了相关试验研究和理论分析。主要研究内容和成果如下:（1）开展了高聚物的选型及其基本性能研究。高聚物戈壁土作为新型胶凝混合材料,其中高聚物性能的优劣是影响高聚物戈壁土性能好坏的关键因素。本文选定了3种不同的双组份聚氨酯材料,针对相关力学性能开展了试验研究与分析,通过其力学性能指标,确定了选择的高聚物材料。（2）提出了高聚物戈壁土的配合比优选方案。为提高材料的利用率,参照水工沥青混凝土的骨料分类,将高聚物戈壁土骨料的最大粒径确定为20 mm,粗骨料从2.5 mm～20mm分为3级,细骨料从0.075 mm～2.5 mm分为5级,高聚物质量百分比从6%～21%（间隔3%）选取了6种不同掺量,开展了相关物理力学性能试验研究。基于最大密实度理论和包裹裕度理论,确立了以压缩强度与压缩应变为考核指标的高聚物戈壁土配合比选择范围。（3）开展了不同温度条件下高聚物戈壁土的力学性能研究。基于优选的配比配制高聚物戈壁土,开展高、低温环境下高聚物戈壁土的物理力学性能试验研究。针对高温稳定性、低温抗拉裂性能以及抗弯、抗拉等性能等开展了一系列研究与分析,验证高聚物戈壁土的高低温特性。并提出了高低温环境下高聚物戈壁土材料强度的变化规律。（4）开展了高聚物戈壁土的耐久性能研究。针对高聚物戈壁土开展了盐溶液侵蚀条件下和不同冻融循环次数下高聚物戈壁土的物理力学性能变化规律,分析验证高聚物戈壁土材料的耐久性能。建立了冻融循环与盐溶液侵蚀条件下的高聚物戈壁土耐久性寿命预测模型。基于耐久性能试验研究和winner一元随机过程,建立了高聚物戈壁土的寿命预测模型。即在现有试验研究的条件下,高聚物戈壁土的寿命在12.5年左右。（5）提出了高聚物戈壁土静力本构模型。针对不同高聚物含量下开展了高聚物戈壁土静力三轴试验研究。基于三轴试验数据,验证了高聚物戈壁土对已有本构模型的适用性,针对问题和不足,开发了适用于高聚物戈壁土的无假定模型的应力-应变本构模型,并进行了数据验证分析。结果表明,针对高聚物戈壁土开发的新的本构模型具有优异的适用性和可靠性。