环氧类材料具有优异的粘接性能和突出的力学性能，在结构加固修补工程中应用广泛，以往关于这类材料的研究多关注其在干燥环境下的应用，难以满足潮湿和水下环境的工程应用需求。针对这一问题，本文对环氧砂浆（EM）和环氧改性水泥砂浆（EMCM）这两类环氧材料进行了改性研究。对于EM，本文提出了水下粘接能力的评价方法，探讨了钢片、基材和表面处理方式等因素对水下粘接能力的影响，研究了不同固化剂和固化剂复配的EM水下性能，提出了固化剂复配的基本原则，并对EM优化配方的综合性能进行了测试。研究结果表明，不同固化剂的水下性能有很大差异，但单一固化剂很难满足综合性能要求；采用不同种类固化剂复配技术，是改善其水下性能的有效手段，但不同复配方式的效果有显著差异，当采用改性脂环胺和酚醛胺的复配体系，经配方优化后的环氧胶液的水下拉剪强度为20.1MPa，空气拉剪强度为22.7MPa，空气抗拉强度为41.6MPa，空气抗压强度为100.9MPa，弹性模量为2.53GPa，环氧砂浆的水下正拉粘接强度为4.31MPa且破坏形式为基底砂浆块内聚破坏，该环氧砂浆水下长期粘接性能优异，浸泡一年后的水下正拉粘接试件，强度未出现明显下降，可完全满足实际工程需求。对于EMCM，本文研究了不同水性环氧品种及其掺量对水泥砂浆性能的影响，提出了环氧改性水泥砂浆的基本配方，考察了养护制度对EMCM性能的影响并提出了最佳养护制度；针对基本配方的不足，初步试探了使用丁苯环氧共混改性和外掺环氧稀释剂两种手段进行优化的效果，并使用SEM、激光粒径分析和表面张力测定等手段对其改性机理进行了分析。研究结果表明，所选6种水性环氧的改性效果存在显著差异，A2对水泥砂浆的改性效果最好，其最佳聚胶比为15%，此时砂浆的抗压强度58.9MPa，抗折强度14.3MPa，潮湿界面正拉粘接强度大于2.5MPa且为混凝土基材破坏，已经能够满足潮湿界面重要结构加固用Ⅰ级聚合物改性水泥砂浆的要求；养护方法对环氧改性砂浆的力学性能影响较大，干燥养护有利于改性砂浆抗折和粘接强度的发展，带水养护有利于砂浆抗压强度的发展，水分在前期对环氧改性砂浆抗折和粘接强度的不利影响比后期更为明显；丁苯和环氧共混改性水泥砂浆在保证砂浆力学性能满足规范要求的前提下，有效降低聚胶比，但并没有明显改善新拌改性砂浆流动度经时损失大和可操作时间短的缺点；水性环氧A2外掺活性稀释剂显著提高了环氧改性砂浆的工作性和韧性，当稀释剂相对环氧树脂E-51外掺14%时，新拌砂浆的工作性较未掺稀释剂时已有明显改善，可使用时间延长，其硬化浆体抗折强度值比未掺稀释剂的改性砂浆提高63%，达到20.4MPa。