胶凝砂砾石坝作为一种新坝型,它结合了面板堆石坝和混凝土坝技术优势,使用的是一种新型筑坝材料——胶凝砂砾石材料。胶凝砂砾石材料是通过简易设备和工艺将胶凝材料与河床砂砾石或开挖废弃料进行拌合后得到的。这种坝施工简便、快速,造价低廉,对环境的负面影响小,具有高安全性、高抗震性和对地基条件要求低的优点,是一种值得推广的坝型。但是到目前为止,国内对这种坝型的研究比较少,还没有形成系统的技术理论,不了解CSG坝体在不同受力工况下的应力变形分布情况,以及其极限承载条件下坝体结构破坏模式与破坏机理,大坝的真实安全度和结构的可靠性没有得到确切的规范,这严重地制约了胶凝砂砾石坝的进一步发展推广。本文在搜集水工模型试验方法的基础上,结合水利部公益性行业科研专项经费项目《胶凝砂砾石材料力学特性、耐久性及坝型研究》任务书的要求,针对胶凝砂砾石坝在施工分层浇筑阶段、正常运行阶段和超载阶段进行模型试验模拟,配合非线性有限元计算,分析其应力变形分布情况,得出坝体材料控制方法及控制标准等。主要研究内容如下:1.介绍CSG坝和水工模型试验的发展,并阐述模型相似原理以及相似关系在胶凝砂砾石坝中的运用;2.利用模型试验模拟坝体在不同受力工况(自重、自重和水荷载、自重和超水荷载)下的应力变形状态。从而判断坝体各部位受力情况,给出材料强度控制方法及控制标准,为胶凝砂砾石坝的设计施工提供重要的试验参考。3.利用ANSYS计算软件建立二维模型,按照模型试验参数及有关条件进行计算分析,得到坝体的应力变形分布情况,并与上述的水工模型试验结果进行对比分析,检验该实验的设计是否合理。4.通过模型试验及有限元分析,初步总结胶凝砂砾石坝的应力应变分布情况,对工程薄弱部位提出加固建议。