混凝土面板堆石坝是土石坝的经典坝型之一。土石坝是使用范围较广、建造成本较低、适合在各种复杂环境下就地取材修建的坝型,因其具有施工简便、工序明了、造价低廉等特点,所以在地质条件复杂的河床、河谷等有深厚覆盖层、地质结构紊乱、地震频繁的区域,土石坝因其自身优势成为首要选择的坝型之一。然而,根据现有的数据和资料显示,土石坝在所有受损坝体中所占比例大于其他坝型。针对土石坝存在的问题,需要进一步研究,以解决土石坝的安全性、适用性和经济性等问题。本文将根据云南某在建的混凝土面板堆石坝进行研究分析,结合土石坝理论和相关实际工程经验,对土石坝进行以下几个方面的研究分析:(1)在有限元法的基础上,研究了面板堆石坝在饱和/非饱和渗流本构关系下的渗流问题。因坝体处于非饱和情况时,浸润线以上存在基质吸力,浸润线上孔隙水压力为零,浸润线以下存在超孔隙水压力等情况,因此考虑整个区域作为渗流计算区域;(2)根据有限元法的理论基础,本文在数值模拟计算中混凝土堆石坝材料采用Mohr-Coulomb非线性准则,采用分层加载的计算模式模拟施工填筑流程,研究坝体在各种工况下的应力-应变情况;(3)采用拟静力法和动力分析法对该坝体进行地震响应分析,在坝体上设置监测点分析各工况下坝体关键部位的地震动位移和地震动应力分布规律。重点分析了应力集中部位(趾板、面板、建基面、坝顶和下游坝坡),研究了该混凝土面板堆石坝对地震的响应规律;(4)对混凝土面板堆石坝在多种工况下进行渗流、应力、变形、边坡稳定、地震响应的二维、三维模拟计算。总结了混凝土面板堆石坝各工况下的应力、变形、渗流、地震响应分布规律。为指导土石坝及其系统的渗流、抗震安全运行与科学管理提供科学依据。本论文通过实际工程实例,做到数值模拟与实际工程实践相结合的科研方式。本论文研究内容主要针对土石坝的抗震安全综合问题,对土石坝的安全性研究具有一定的理论意义,为土石坝设计的安全性和可靠性提供参考和借鉴。