砾石土由砾石和土按一定的配合比,通过高吨位碾压设备经过反复碾压而成,它是水利工程中广泛使用的建筑材料。随着西部大开发的推进,高土石坝建设越来越多,砾石土的力学性能研究也越来越受到关注。砾石土一般用于心墙堆石坝的心墙料,要求其具有一定的防渗性能和较高的抗变形能力。按这样要求施工得到的砾石土一般密度很高,其本构特性的研究需要借用超固结土的研究成果。　　如何正确反映超固结土的变形与软化特性,一直是人们研究的重点。众多专家学者进行了大量的研究工作。其中有代表性的,如北京航空航天大学姚仰平教授等人提出的基于Hvorslev面反映当前屈服面与参考屈服面的超固结土本构模型;日本名古屋大学 Asaoka教授等人将子加载面概念用于原始剑桥模型和修正剑桥模型,研究超固结土的变形和强度特性,获得了很好效果;Nakai教授等人通过ijt应力空间变换将SMP强度理论巧妙地融入到基于状态面理论的弹塑性本构模型中,在此基础上再引入子加载面概念,发展了subloading ijt model,并成功地用于超固结土的研究中。　　本文基于大三轴试验成果,对砾石土的本构特性进行研究,主要研究内容及结果如下。　　1、结合现有的双江口心墙堆石坝粗粒料的室内试验成果,研究宽级配砾石土的本构特性。宽级配砾石土一般是按设计配合比及设计含水量进行填筑,按规定的干密度或击实功碾压击实,填筑完成后处于非饱和状态;当水库开始蓄水,心墙起防渗作用,部分心墙将由非饱和状态变为饱和状态,并产生变形。　　2、根据三轴试验结果确定剑桥模型及修正剑桥模型的材料参数,并预测试验结果,由试验值及预测值对模型提出合理化建议。并采用考虑路径相关性本构模型重新预测试验结果,对比两模型的异同点。　　3、利用可以反映超固结土变形和强度特性的本构模型研究粗粒土的变形及强度特性,确定本构模型所用材料参数,并对个别材料参数进行了必要的修正。分别用不同的本构模型预测了三轴试验结果,分析了本构模型预测结果的合理性。　　4、在上面研究工作的基础上,对双江口心墙堆石坝进行了平面有限元分析计算,在计算过程中考虑了坝体施工过程和水库蓄水过程。用非稳定渗流场和应力场耦合分析方法研究了双江口心墙堆石坝在施工过程中和水库初次蓄水的坝体应力和变形,科学、客观地评价现有坝体设计,并提出了合理化建议。