目前我国已建成一批特高混凝土坝并已完成蓄水。在进入初期的运行过程中,对监测资料的分析时发现,蓄水完成后水位的改变对坝体变形的影响较大,但是利用传统数值分析方法反演得到的结果与监测结果并不一致。经过分析发现出现上述问题的主要原因是传统的渗流荷载分析方法并不适用于大体积混凝土结构。针对上述问题,本文从渗流场中孔隙介质体的应力应变关系式出发,结合混凝土结构的细观孔隙特征和孔隙水压力的形成过程,探索孔隙水压力对混凝土结构变形影响的机理,从而确定混凝土的有效孔隙水压力系数取值规律。进一步引入有效孔隙水压力系数值,利用孔隙水压力初应变法分析渗流场中混凝土的变形规律,为数值反演水文地质条件改变时引起混凝土结构变形的分析提供一种合理数值分析方法。具体内容为:(1)通过分析渗流场中孔隙结构体的应力应变关系式,确定孔隙水压力对结构体变形的影响程度可通过有效孔隙水压力系数表征。并且验证得到有效孔隙水压力系数的取值为1减去宏观体积模量与基质体积模量的比值。基于上述结果结合理论分析、数值试验、室内试验分析了孔隙率、孔隙形状与有效孔隙水压力系数值的关系曲线。(2)将有效孔隙水压力系数和孔隙水压力相结合作为初应变引入有限元中分析渗流场中孔隙结构体的变形规律,并结合实际工况分析得到:渗流场中的孔隙结构体受到渗流梯度力和孔隙静水压力,这两种力的作用对于整体结构的变形均有贡献。但是对于散粒体结构而言,变形主要来源于颗粒间错动,孔隙静水压力的压缩作用可以忽略;而多孔连续介质体而言,渗流梯度力与静水压力的作用对于结构整体变形的影响均不能忽略。从而说明了渗流场中孔隙水压力对多孔连续介质体与散粒孔隙介质体变形影响的本质区别。(3)研究了混凝土的孔隙特征及形成机理和内部水运移及孔隙水压力变化的规律。研究发现,混凝内部的孔洞是储备及产生孔隙水压力的主要空间,水主要通过混凝土内部的裂缝、微裂隙等运移到孔洞中。由于混凝土内部的孔隙特性,当水文地质条件改变时,内部的孔隙水压力对于结构体的变形影响作用会产生时效性。同时由于孔洞的封闭性,孔隙水压力会出现过大或负压等现象,从而在宏观上体现为对混凝土强度的影响。(4)针对孔隙水压力对混凝土变形影响的特征,本文提出了孔隙水单元法,即将孔隙当作实体单元,当孔隙中有水时该单元具有水的力学特性。通过孔隙水单元法从细观角度分析了孔隙水压力对结构体的变形影响机理,并与室内试验作对比,验证了该方法的正确性,为渗流场中混凝土变形的细观分析提供了有效方法。(5)基于上述成果,研究了混凝土的有效孔隙水压力系数取值和渗流场中大体积混凝土的变形规律。首先通过理论分析法、数值试验法、孔隙水单元法相互验证了有效孔隙水压力系数取值方法的正确性,结果表明混凝土的有效孔隙水压力系数取值必然小于0.5。然后通过提取孔隙水单元法的计算结果,并与孔隙水压力初应变法的计算结果相对比,验证了孔隙水压力初应变法为渗流场中大体积混凝土结构变形分析的一种有效数值方法。(6)最后利用孔隙水压力初应变法研究了水位变化对杭州里畈大坝加高的影响。充分考虑新老坝的力学参数差异性及坝体加高的施工条件,探索大坝在加高后水位变化对整体结构变形的影响。通过研究渗流场对加高后大坝整体结构的变形影响,揭示大坝加高的风险特性及安全稳定性,从而为工程实际提供参考意义。