沥青混凝土心墙坝作为土石坝的主要坝型之一，主要由起支撑作用的坝壳堆石料和起防渗作用的沥青混凝土心墙组成。沥青混凝土心墙具有较强的适应变形能力以及抗冲刷、抗老化的能力，且心墙无需设置结构缝，因此，成为了目前许多土石坝工程首选防渗体之一。随着沥青混凝土心墙坝的广泛发展，越来越多的百米级沥青混凝土心墙坝被成功修建，因此，对于其水工性能试验、变形特性及结构基本理论的研究显得十分迫切。
　　本文以纸厂河水库心墙坝实际工程为研究对象，进行不同试验条件（包括不同沥青含量、不同试验温度、不同围压）下的沥青混凝土三轴试验数据，分析沥青混凝土材料应力-应变曲线随试验温度和沥青含量的变化规律。进而，根据沥青混凝土三轴试验数据及邓肯-张E-B模型的理论求解方法，求得邓肯-张E-B模型的七大参数。利用灰色系统理论的灰色关联分析法，计算灰色关联度，并确定沥青混凝土模型参数的影响因素与7大参数之间的相互关联程度，得到了各因素影响下参数的优劣排序。进而使用求得的邓肯-张模型参数，利用大型商业有限元软件ABAQUS对沥青混凝土心墙坝坝体和心墙的应力变形进行三维有限元计算，获得沥青混凝土心墙坝坝体和心墙在竣工期和蓄水期的应力变形结果，即坝体在两种工况下的竖向位移和水平位移位移值均较小，且最大沉降满足规范不超过1%的要求，但在蓄水后心墙上游面有小范围的应力水平大于1.0的情况出现，主要是由蓄水后的上游水压力所导致，对坝体安全影响不大；对于心墙，心墙的水平和数值位移数值也较小，都在安全范围内，中间部位的应力水平不超过0.5MPa，在两岸岸坡附近应力水平较大，而在心墙底部与混凝土基座接触部位，出现小范围应力水平大于1的情况。从心墙竣工期和蓄水期的应力分布图可知：由于心墙过渡料具有拱效应，使心墙的垂直应力明显变小。根据计算结果对整个工程进行安全判定，得出该工程沥青混凝土心墙坝发生水力劈裂的可能性极小，且坝体的应力变形满足规范设计要求，故判断坝体设计是安全的。
　　本文从沥青混凝土三轴试验和心墙坝数值模型分析两个方面进行阐述，为沥青混凝土心墙坝的材料力学特性研究和心墙结构的应力变形分析奠定了一定的理论基础，且所获得的试验数据和数值计算结果对类似工程技术设计也可以提供参考价值。