我国西北地区处于欧亚地震带边缘,受到了严重的地震灾害影响。戈壁土在西北地区的工程建设中有着非常广泛的用途,但也存在性质复杂、抗震性能差、变形过大、透水性强等特点。根据高聚物在工程中的应用现状,将其与天然级配的戈壁土以一定的比例拌和形成高聚物胶凝戈壁土,将有效改善戈壁土的力学和抗震性能。本文在综述高聚物加固土的基础上,采用试验研究、理论分析和数值模拟的方法对高聚物加固后的胶凝戈壁土进行了单、双向振动条件下的中型三轴试验,研究高聚物胶凝戈壁土的动模量、阻尼比和残余变形的变化规律,并开展了高聚物胶凝戈壁土加固土石坝的地震响应分析。论文的主要工作和结论如下:（1）通过动三轴试验,得到了高聚物胶凝戈壁土在不同高聚物质量比、围压、固结比、振动频率下的动模量和阻尼比变化规律,并基于沈珠江动力模型建立了考虑高聚物质量比的修正沈珠江动力模型。高聚物能有效地将戈壁土颗粒粘结在一起,增加其整体性,在高聚物质量比为3%时,动模量显著提高,阻尼比降低;高聚物掺入后戈壁土的弹性显著提高,变形恢复能力增强,在循环荷载下产生的应变滞后现象减小,滞回圈对称性变好,面积减小。（2）高聚物胶凝材料能有效降低戈壁土的动残余变形,高聚物胶凝戈壁土在经受30次振动循环荷载后产生的残余剪应变为天然戈壁土的15.0%～18.8%,残余体应变为天然戈壁土的12.1%～22.2%,高聚物质量比越大,减小幅度越大。通过投影寻踪回归分析,得到了各因素对高聚物胶凝戈壁土动残余剪应变和残余体应变的影响权重,排序为高聚物质量比＞围压＞动应力比＞固结比。在沈珠江动残余变形模型的基础上,采用指数函数对残余变形与振动次数的关系进行拟合,建立了高聚物胶凝戈壁土的修正残余变形模型。（3）通过双向振动三轴试验,得到了径向动应力比、相位差对高聚物胶凝戈壁土动模量、阻尼比和动残余变形的影响规律。在双向振动下,径向动应力作用使高聚物胶凝戈壁土的骨干曲线变陡,动剪切模量随剪切应变的增大呈现出先增大后减小的趋势,骨干曲线随相位差增大而变陡;动残余剪应变和残余体应变相较单向振动时小。动模量和阻尼比采用沈珠江模型进行处理时的结果误差较大,动残余变形采用修正后的沈珠江残余变形模型处理时结果较好。在单向振动条件下高聚物胶凝戈壁土的动模量参数比双向振动时小,阻尼比差异不大。残余变形模型参数c1、c4在单向振动时大于双向振动,参数c2、c5差异不大。（4）通过有限元分析,得出高聚物胶凝材料加固能明显减缓地震放大效应,降低永久变形,提高土石坝抵抗地震作用的能力。进行了未加固和采取高聚物胶凝材料加固措施的某沥青混凝土心墙坝的静动力响应分析,结果表明:未加固和加固后的坝体顺河向、竖向加速度分布规律基本一致,高聚物胶凝材料加固土石坝的加速度最大值小于未加固坝体的加速度最大值,高聚物胶凝材料加固可有效降低土石坝在地震作用下的永久变形,减小幅度为23%。