堆石料和砂砾料是土石坝等大型基础设施建设中重要的填筑材料,对于这些工程进行地震反应分析和地震安全性评价时,坝料的最大剪切模量是一个十分重要的参数。但是由于筑坝材料对试验设备要求苛刻以及实际土石坝的工程资料相对匮乏等原因,目前关于筑坝材料的小应变动力特性的研究资料尚不多见。本文搜集整理我国6座土石坝工程筑坝材料的实测资料,采用最新研制的中型三轴剪切波速测试装置开展筑坝堆石料与砂砾料最大剪切模量测试试验,对最大剪切模量的影响因素进行了分析,尝试为土石坝坝体抗震性能判别、筑坝材料动力响应分析等方面提供参考依据。具体研究内容如下:(1)选用我国西南、西北地区6座土石坝坝料作为试验材料,坝料为西部地区筑坝常用的堆石料和砂砾料,具有一定的代表性。搜集了工程实测资料,对这些坝料的岩性、比重、颗粒形状等基本特性进行了统计整理,分析了其基本特点,为今后筑坝材料的研究工作提供参考。(2)采用最新研制的中型三轴剪切波速测试装置,对堆石料进行不同激发频率的剪切波速测试试验,探究激发频率对剪切波速测试结果的影响,结果表明:堆石料的剪切波速随激发频率的增加有微弱上升,基本可以忽略。对比了三种剪切波传播时间确定方法(即初达波法、峰值点法、互相关法),结果表明:采用三种方法得出的结果相差不大,相对误差不超过3%。(3)采用中型三轴剪切波速测试装置,对坝料进行不同初始孔隙比的最大剪切模量测试试验,总结堆石料与砂砾料最大剪切模量变化规律,探究最大剪切模量的影响因素。结果表明:筑坝材料最大剪切模量最重要的两个影响因素是围压和孔隙比,其随围压的增大与孔隙比的降低而呈明显的增大趋势;另外,最大剪切模量还与平均粒径、傅里叶形状参数(轮廓、棱角、纹理)以及颗粒比重呈正相关,与颗粒的不均匀系数呈负相关。(4)分析整理试验数据,提取文献中筑坝材料最大剪切模量试验结果,综合本试验与文献中数据给出了筑坝材料的最大剪切模量上、下包线及平均值曲线,以期在工程现场尚未取得试验数据的情况下为其提供参考或借鉴。