内部侵蚀是堤坝发生溃决的主要原因之一。堤坝内贯通侵蚀通道在强烈水流冲刷作用下会不断扩大，在堤坝内逐渐形成一个巨大孔道，当孔道上部土体的剪应力值超过土体材料抗剪强度后，孔道上部土体将坍塌，堤坝发生溃决。因此，应用合理的数学模型和数值模拟方法来评价堤坝的内部侵蚀风险，揭示堤坝内部侵蚀通道扩展规律，是堤坝运行维护、加固处理和新建堤坝设计所亟需。　　 本文针对土石坝内贯通侵蚀通道的发展问题，应用两相流理论模拟侵蚀通道内流场变化，并引入通道边壁扩展速率方程模拟了通道侵蚀发展过程与时间关系。另外，本课题组已经发展了渗流、应力、渗流应力耦合等堤坝计算程序，本文针对这些堤坝计算程序，开展了可将计算模型可视化的前后处理系统开发工作。本文的主要工作内容及成果如下:　　 1.采用通道土体侵蚀速率方程模拟通道边壁的扩展，利用一维通道边壁冲刷侵蚀质量守恒方程来求解混合液中的颗粒质量密度，并应用两相流理论来模拟通道内混合液的流动。编写了FORTRAN计算程序，并通过在固定通道上下游水头情况下通道冲刷扩展的理论解验证了数值计算模型的正确性。　　 2.对土石坝内贯通水平通道的冲刷侵蚀过程进行了数值模拟。研究了不同类型土体内侵蚀通道的扩展规律。通过计算得知，土体的侵蚀速率系数直接影响侵蚀通道的破坏时间，对于侵蚀速率系数极低的高粘粒含量低液限粘土，侵蚀通道发展很慢。对于粘土质砂或粉土质砂，侵蚀通道发展很快。另外，通道侵蚀速率是首先逐渐加快然后缓慢减小的的变化过程，出口流速引起的速度水头在估算侵蚀通道的破坏时间时不能被忽略。　　 3.参与设计了二维堤坝计算软件前处理系统的结构框架。开发了软件前处理系统几何绘制功能，实现了几何图形拾取、框选、删除、移动等操作。开发了软件材料设置、分析步设置、边界设置等交互对话框。　　 4.设计了堤坝计算软件后处理系统程序框架。提出了一种基于四节点单元的等值线算法，开发了能够控制等值线、标注和坐标轴的交互对话框。