防水毯是以粗骨料为填料，硬化水泥砂浆为基体的复合材料。它主要包括粗骨料、细骨料、水泥水化产物、未水化水泥颗粒、孔隙和裂缝。防水毡的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。

  在宏观层面上，防水毡是一种内部结构非常复杂的复合多相材料。从宏观的角度结构,防水毯可以被看作是一个两阶段材料聚合分散在水泥浆基材,或作为砂浆材料分散原油矫形手术,当结构的大小大于粗骨料的大小4两倍以上时,它通常被认为是均匀各向同性材料。从微观结构上看，水泥石是由水泥凝胶、氢氧化钙晶体、未水化水泥颗粒、凝胶空隙、毛细血管和孔隙水、气泡等组成。此外,

  水泥石的水化反应会持续很长时间，毛细血管中的水分会继续蒸发，留下许多空隙和微裂缝。因此，从微观上看，防水毯是一种非均质、非均质材料。

  根据防水毯内部裂缝的发生、延伸、膨胀直至防水毯损坏，变化过程大致可分为四个阶段:(1)原始微裂缝阶段，在加载前，由于水泥浆的硬化收缩，水的蒸发留下裂缝等原因，在防水毡内部形成原始微裂缝。(2)在起裂阶段，当荷载不是太大时，由于“拉应变”集中在试件的某些孤立点上，防水层内部原有的一些裂缝开始延伸或扩展。裂纹扩展或扩展后，应力集中得到缓解，平衡立即恢复。这一阶段的应力应变关系基本接近弹性关系。(3)在稳定裂缝膨胀阶段，如果荷载持续增加，但不超过一定的临界应力(单轴压缩时，应力在抗压强度的70-90%以内)，现有裂缝将进一步扩展或扩展，有的延伸到砂浆内部，一些短裂纹相互接触成为长裂纹，同时产生新的裂纹。在这一阶段，应力应变关系呈明显的非线性。如果停止加载，裂纹扩展也将停止，不再继续发展。因此，可以称之为稳定裂缝的扩展阶段。(4)在失稳裂缝扩展阶段，当荷载超过临界应力时，裂缝逐渐连通贯通，发展加快。此时，在荷载保持不变的情况下，裂纹会继续自行扩展和传播，即在荷载保持不变的情况下，会造成损伤。

  对于复杂应力条件下凝血性能的研究，各国在20世纪60年代开始研制多轴加载设备。我国水电部水利水电研究所、清华大学、大连理工大学从20世纪80年代开始研制防水毛毯多轴应力测试装置，并取得了良好的效果。在复杂应力条件下，防水垫变形和强度试验结果的准确性主要取决于试验装置加载系统和加载变形测量系统的可靠性。在进行防水毡在复杂应力状态下的变形阶段强度试验之前，必须先选择合适的试验装置，了解其组成、各构件的特性、荷载和变形校准结果，以及详细的试验过程和要求。只有这样，才能得到满意的检测结果，否则就要花费大量的金钱，耗费大量的人力物力，花费很长时间，却得不到可靠的检测结果。这是多轴防水毡强度和变形试验中经常出现的情况。发生了什么问题。

  一般试验采用常规骨料尺寸(如一级、二级)的防水毡，采用宏观力学建立本构关系和破坏准则。只有大连理工大学对用于大体积水敷层结构的全级配混凝土的多轴本构关系和破坏准则进行了试验研究，并给出了相应的双轴破坏准则和本构关系。