沥青混凝土以其优越的防渗性能、适应变形能力和裂缝自愈能力，在水利工程中有着越来越广泛的应用前景。沥青混凝土心墙坝是国际大坝委员会（ICOLD）的推广坝型，并伴随着我国多座百米级沥青混凝土心墙坝的成功修建，对于其材料及结构基本理论的研究显得十分迫切。　　本文基于不同试验条件（围压、沥青含量、试验温度）下的室内静三轴试验数据，分析沥青混凝土材料应力-应变曲线随沥青含量及试验温度的变化规律；选择通用的邓肯-张E-B模型作为力学研究本构模型，根据原始试验数据求解得到7大模型参数，结果显示模型参数随沥青含量和试验温度变化呈现一定规律变化。利用灰色系统理论的优势分析法，通过计算灰色关联度确定求解得到的7大模型参数与试验因素的相互关联程度，得出了各因素影响下各参数的优劣排序以及优势因素、最优参数。　　本文在充分论述沥青混凝土材料基本力学性能的基础上，针对具体实际工程，运用大型通用有限元软件ABAQUS对沥青混凝土心墙坝坝体和心墙应力变形状态进行了二维有限元模拟，获得沥青混凝土心墙结构在竣工期和蓄水期的应力变形结果。并采用正交设计敏感性分析方法，分析邓肯-张E-B模型各参数变化对于心墙结构应力变形的敏感程度，确定了高敏感参数和低敏感参数。　　本文从静三轴试验和数值分析两个角度，分别阐述了沥青混凝土材料和结构的应力变形特性，所获得的试验结果和数值计算结果具有较强的工程实用性，对类似工程可以提供一定的参考和借鉴。