堆石混凝土在大体积混凝土工程中具有广阔的应用前景,但因堆石骨料粒径大,难以进行足尺寸试件力学试验,致使其力学指标获取困难,限制了堆石混凝土在大中型工程中的应用。本文从无损检测角度出发,对堆石混凝土大试件进行超声回弹检测试验,研究使用超声回弹综合法检测堆石混凝土抗压强度的可行性;从细观层面出发,将堆石混凝土视作由自密实混凝土和堆石骨料组成的两相复合材料,通过力学试验获取堆石混凝土大试件、堆石骨料及自密实混凝土的力学指标,结合复合材料力学理论,研究堆石混凝土力学性能与各细观组分间的力学关系,并通过数值模拟方法分析关系的可靠性及普适性,为工程设计中堆石混凝土力学指标的获取提供参考。本文主要工作及研究成果如下:1)进行了堆石混凝土超声回弹综合检测试验,结果显示堆石混凝土对测超声值和回弹值与堆石混凝土抗压强度成正相关关系。2)全国测强曲线不适用于堆石混凝土;拟合了堆石混凝土抗压强度与超声值及回弹值的关系曲线,误差满足相应试验规程规定。3)完成了堆石混凝土大试件基本力学试验,可知堆石骨料对自密实混凝土强度和弹性模量具有明显的增强作用;在试件达到峰值荷载前,堆石混凝土轴心抗压的应力应变关系基本成直线关系。4)复合材料力学模型预测及数值模拟结果表示可以使用复合材料力学模型对堆石混凝土抗压强度、宏观弹性模量进行预测,该方式具有一定的可靠度,可为工程设计提供理论参考。5)堆石混凝土力学试验及数值分析表示:堆石骨料有阻碍裂缝发展的作用;堆石混凝土单轴受压破坏形态整体呈“X”型,与普通混凝土相似。