粗粒料作为高堆石坝的主要筑坝材料,其蠕变和湿化力学特性是高堆石坝工程中的重要研究课题。本文依托大渡河双江口水电站300m级土质心墙堆石坝关键技术研究项目,对粗粒料的蠕变和湿化特性进行了较为系统的研究,揭示了粗粒料蠕变和湿化变形的规律。利用大型高压三轴仪对粗粒料的蠕变和湿化变形特性进行了系统的试验研究。首先进行了粗粒料的K0状态压缩蠕变试验,认为压缩蠕变试验可以视为单一应力水平的三轴蠕变试验,它不能反映应力水平对粗粒料蠕变的影响,进行粗粒料的蠕变研究,宜采用三轴蠕变试验;进行的三轴蠕变试验研究揭示了粗粒料蠕变的基本规律:双江口堆石坝粗粒料的蠕变量与时间关系可以用幂函数准确表达,其蠕变量符合九参数蠕变模型,验证了九参数模型的合理性;通过蠕变试验后其级配曲线的分析,发现蠕变过程中粗粒料的颗粒破碎和三轴剪切试验的颗粒破碎量近似,并且认为粗粒料可能存在“最优颗粒分布形态”;通过玻璃球蠕变试验和三轴剪切蠕变试验的对比分析,认为蠕变过程中的颗粒破碎是影响其蠕变参数的主要因素。粗粒料湿化试验发现了粗粒料湿化变形的基本规律:粗粒料的单线法和双线法得到的湿化变形量差别较大,在对粗粒料的湿化变形进行研究时,应以单线法为主;粗粒料的湿化轴向变形随湿化应力水平的增大而增大,并在湿化应力水平0.7附近出现拐点,在湿化应力水平0.7之后,湿化轴向变形随湿化应力水平的增加而急速增大,而与围压的相关性不大;湿化体积应变随湿化应力水平和围压的增加而增加,不在保持常数不变;提出了单线法经验公式,湿化轴向变形与湿化应力水平的关系可以用指数型函数拟合,湿化体积应变与湿化应力水平的关系可以用线性函数拟合;在试验基础上得到的经验公式基本上能反映粗粒料的湿化变形特性。本文最后借助于岩土可视化技术,揭示了粗粒料受力过程中试样内部颗粒的变化规律:粗粒料的变形源于颗粒的位置调整;在某一宏观应变下,试样中颗粒的平动和转动有很强的规律性,试验中各部位的颗粒位置调整的幅度差异较大,相同部位不同颗粒的调整幅度也不同;相邻颗粒间的错动明显,并伴有一定的转动;颗粒的转动方向与颗粒长轴的随机分布有关,转动量与相邻颗粒的错动大小有关;颗粒的平动和转动与围压的关系不明确,只与轴向应变密切相关。本文最后对全文的主要工作做了总结,对今后的研究工作进行了展望。