沥青混凝土心墙坝是土石坝的主要坝型之一。相较于粘土心墙坝，沥青混凝土心墙能够承受一定的拉应力、有优良的抗渗性和自愈性，因此被广泛的采用。随着三峡茅坪溪、天荒坪、冶勒等高度超过100m的沥青混凝土心墙坝的相继建成，以及沥青混凝土筑坝技术的发展和成熟使得沥青混凝土心墙的安全问题——水力劈裂的研究显得尤为必要，并且该问题亦是工程界广泛关注且颇具争议的问题。本文基于沥青混凝土心墙变形大和水力劈裂问题的复杂性，以石门沥青混凝土坝为工程背景，建立三维有限元仿真模型并对其进行三维静力稳定分析，在此基础上，运用断裂力学理论对沥青混凝土心墙是否会发生水力劈裂进行数值判别分析，并对超载工况下沥青混凝土心墙水力劈裂的发生发展过程进行可视化模拟。以为沥青混凝土心墙坝工程设计提供一定的参考依据。主要完成了以下几方面工作。 　　(1)运用ANSYS中的APDL语言功能实现邓肯张E-B本构模型的二次开发，并通过算例验证了其可靠性以及在土石坝非线性分析中的适用性，进而对石门沥青混凝土心墙坝进行施工期和蓄水期坝体和心墙的应力变形的仿真分析，并对心墙体积变形失稳、心墙和过渡层变形协调进行分析，采用不同标准的总应力法对心墙水力劈裂进行判别分析； 　　(2)在总结水工沥青混凝土材料特点和断裂性能的基础上，分析了沥青混凝土心墙发生水力劈裂的前提条件为心墙渗透弱面、低渗透性和“水楔”作用，并结合上文沥青混凝土心墙应力变形分析，得到心墙渗透弱面位置，即下文运用断裂力学法进行水力劈裂判别分析时预设裂纹位置； 　　(3)基于线弹性断裂力学理论建立沥青混凝土心墙水力劈裂判定准则——应力强度因子准则，通过算例验证了该准则在沥青混凝土材料中的适用性和可靠性，进而利用该准则对石门大坝在正常蓄水位工况和容重法下的超载工况进行心墙水力劈裂的判别分析； 　　(4)利用ANSYS中的APDL语言实现虚拟裂纹闭合法(VCCT法)裂纹扩展模拟，并通过算例验证该方法的可靠性和准确性，进而基于线弹性断裂力学理论，利用能量释放率断裂准则，对石门大坝在超载工况下沥青混凝土心墙水力劈裂的发生发展过程进行可视化模拟。