高拱坝-坝基的整体稳定影响着工程的正常运行和安全,以及下游人民生命财产的安全,研究高拱坝-坝基的破坏演化过程,对于整体安全度的确定、工程安全性和可行性的评价具有重要意义。基于地质力学模型试验,分析了超载状况下的拱坝-地基的开裂破坏过程,概括了高拱坝破坏演化规律。论文主要工作如下:(1)基于地质力学模型试验相似原理,提出了一种以重晶石粉、膨润土和胶水在不同配比下压制成的相似材料,并确定了相似材料试验所采用的配比为重晶石粉:膨润土:胶水=12:0.3:1.5(工业胶:水=1:2)。该配比下重晶石粉、膨润土和工业胶的质量占比分别为89.96%,2.17%和3.63%,当相似材料密度为2.0g/cm3时,相应的变形模量和抗压强度分别为87.45,0.686MPa,表明该相似材料可用于模拟力学参数范围大的岩体,满足试验要求。(2)采用小块体砌筑的地质力学模型试验方法,按照1:250的几何相似比,模拟了拱坝坝型、两岸坝肩山体的岩体力学特性、不连续结构面和断层、基础处理措施等,进行了超载破坏试验。研究了坝体-基础从加载至破坏的整个过程,并分析和评价了拱坝-基础的变形特征、失稳破坏过程、破坏形态、整体稳定性以及超载能力。通过分析拱坝在正常和超载工况的位移、坝体变形及其分布特征、内部断层测点的相对位移,对拱坝坝体-基础破坏前后裂缝发展的全过程及其破坏机理进行了研究。进行超载试验时,坝踵左侧在2.0～2.5倍时最先开始出现微破裂,加载至5.0～6.0倍时,坝体开始进入非线性,随着超载的继续,地基裂缝逐渐向两岸延伸,加载到11.0～12.0倍时,结构出现大变形,很难继续施加荷载,大坝丧失承载力。最终破坏时,破坏区域主要集中在基础,且基础右岸破坏程度较左岸严重,而坝体破坏程度较小。综合位移应变测试及声发射处理结果可知,在超载工况下,K1=2.0～2.5倍上游坝踵开裂;K2=5.0～6.0倍坝体处于非线性变形;K3=11.0～12.0倍坝体失去承载能力。(3)基于多个高拱坝的地质力学模型试验破坏过程和工程类比分析,研究了不同地形地质条件(河谷的宽窄度及两岸基础的不对称性)下拱坝地基系统破坏演化的规律,以及对整体安全度的影响,并深入分析了拱坝设计中应力强度判别准则与拱坝非线性开始安全度K2之间的关联。