随着基础建设的大规模开展,工程中土石混合体日益增多,且填方高度不断突破,其中以堆石坝发展最为迅猛。填筑体变形控制是保证填方工程安全的关键环节,因而变形计算非常重要。但是随着填方高度增加,计算得到的变形与实际监测值差别越来越大。本文通过分析影响填筑体沉降计算的主要因素,选定合理的本构模型并将其应用到堆石坝的有限元计算中,继而采用有限元方法分析填筑体高度对土石混合体沉降的影响。主要内容有:(1)归纳总结了有限元沉降计算的主要误差来源,分析本构模型、材料参数和几何模型等对计算结果的影响。探讨常用本构模型的不足之处,分析了不合理的本构模型对沉降计算结果带来的影响;对比室内试验材料与实际填筑材料的不同,分析材料参数给沉降计算结果可能带来的误差;此外,还分析了填筑过程的模拟方法对计算结果的影响。(2)分析了CSUH模型对粘土、砂土以及粗粒料的适用性,并用该模型预测不同围压和不同应力路径下的室内试验结果,验证了该模型可以很好地描述多种土材料的力学特性。为实现模型的有限元应用,推导了变换应力空间下的CSUH模型弹塑性矩阵,利用有限元软件的二次开发平台,采用FORTRAN语言编写了模型的用户子程序,继而用常规三轴试验进行验证,说明了UMAT子程序的正确性。(3)用ABAQUS计算了水布垭大坝和紫坪铺大坝在填筑过程中的沉降变形,计算结果与现场实测沉降值对比吻合良好,验证了本文采用的本构模型、材料参数确定方法以及填筑过程模拟方法的合理性。同时,建立了填筑高度与填筑过程最大沉降之间的关系式,并将模型预测的结果与实测值进行了对比,对比结果表明这个关系式可以较好的反映填筑高度与沉降的规律。