混凝土面板堆石坝因其安全性好、适应性强而成为了一种应用广泛的坝型。但是随着面板堆石坝坝高的不断增加、坝址地形条件的日趋复杂,实际工程中对面板堆石坝应力变形分析的理论和分析手段的要求越来越高。由于坝体变形和不均匀沉降而导致的面板断裂、接缝张开、止水失效等,成为了面板堆石坝的主要问题,尤其是高坝更为严重。因此,本文结合超高混凝土面板堆石坝的特点,利用非线性有限元理论对超高混凝土面板堆石坝进行数值分析。首先,本文结合面板堆石坝的特点,对面板堆石坝堆石料的本构关系和接触面的计算模型进行研究分析,通过比较选用Duncan-Chang E-B模型来模拟面板堆石坝堆石料的本构关系,而接触面单元形式采用接触摩擦单元来进行模拟。其次,根据Duncan-Chang E-B模型的原理,在ABAQUS软件的平台上进行二次开发,通过数值验证所编制本构模型程序的合理性。针对面板堆石坝的施工特点,利用ABAQUS软件的单元生死功能、空间函数定义线性荷载、接触问题的实现等特点,对面板堆石坝施工过程和蓄水过程进行模拟,从而达到堆石坝应力应变分析的目的。最后,结合西藏某水电站面板堆石坝工程实例,在三维软件CATIA中建立实体模型导入ABAQUS软件中,并且采用特殊单元对坝体中面板与垫层之间的接触进行有效的模拟,通过非线性有限元计算,得出堆石体及面板应力变形及其分布规律,根据所得结果分析和总结,提出一些面板裂缝的防治措施。