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本书介绍笔者研究团队近年来在土石坝工程坝料的试验技术、工程特性及其物理机制、本构模拟与工程应用等方面开展的研究。首先介绍一种自主开发的能够测试现场施工条件下土石坝料强度的张拉式直剪试验法及考虑温湿等环境因素影响的筑坝土石料三轴试验仪器，接着重点阐述筑坝掺砾黏土在寒冷条件下的压实、渗透与强度变形特性，以及筑坝堆石料的堆积、压缩、剪切和破碎特性及其物理机制。而后，介绍笔者研究团队提出的四个粗粒料本构模型：考虑剪胀效应及中主应力影响的hhu-KG模型、基于细观结构变化的弹塑性模型(hhu-SH)，以及分别考虑状态相关与颗粒破碎的hhu-SH模型，并介绍其在土石坝工程中的初步应用。
本书面向从事水利水电工程和岩土工程相关工作的科研、设计人员和研究生，也可以作为高年级本科生扩展知识面用书。