河套灌区模袋混凝土衬砌渠道经过季节性的冻融和规律性的干湿循环作用出现局部或大面积的开裂。为了进一步提高灌区模袋混凝土的工作性能,本文在原有在役模袋混凝土配合比的基础上,按不同比例内掺粉煤灰和大理石粉等量替代水泥用量。通过试验研究了不同配合比模袋混凝土的力学性能、耐久性能和孔隙结构,利用粗糙集理论方法对模袋混凝土耐久性影响因素进行评价,得出河套灌区掺合料模袋混凝土的优化配合比方案,为模袋混凝土渠道衬砌工程在河套灌区乃至北方地区的大规模推广使用提供可靠的理论依据。主要研究内容和成果如下:(1)宏观力学性能试验结果表明,适量粉煤灰和大理石粉的掺入有利于改善模袋混凝土的力学性能。掺入5%和10%的大理石粉可以有效提高模袋混凝土的早期抗压强度,粉煤灰和大理石粉掺量为20%替代水泥用量时,模袋混凝土的抗压强度最好。模袋混凝土不同配比劈裂抗拉强度的变化规律与28d抗压强度的变化规律相一致。(2)在黄河水和清水溶液浸泡下,分别进行冻融循环和干湿循环试验,通过对比提出,模袋混凝土耐久性能优化配比组是A3(粉煤灰掺量为10%、大理石粉掺量为10%)和B2(粉煤灰掺量为15%、大理石粉掺量为5%)。(3)孔隙结构试验显示出其与模袋混凝土的力学性能和耐久性能均有着密切的关系。模袋混凝土中掺入粉煤灰、大理石粉等矿物掺合料使其孔结构得到了优化,孔结构的优化使模袋混凝土力学性能得到了提高,也使模袋混凝土耐久性能得到了改善。(4)基于粗糙集理论对影响模袋混凝土耐久性因素进行了评价,确定出6个因素对模袋混凝土质量损失率和动弹性模量损失率的重要度,其由大到小分别是:冻融循环>干湿循环>黄河水>大理石粉掺量>粉煤灰掺量>清水。