近年来，恐怖袭击和意外爆炸事件时有发生，水库大坝作为水利枢纽工程的重要组成部分，工程效益显著，一旦失事，将产生灾害性影响，是敌袭的主要目标。随着混凝土施工技术的日益发展，我国一大批200m级及以上的高混凝土重力坝正处于建设期，这些工程效益显著，政治意义重大。考虑大坝失事后的重大灾难与巨大损失，针对高混凝土坝的抗爆安全问题日益突出。　　高坝孔口结构作为坝身薄弱部位，常成为受攻击的重点部位。以大型水电站高坝及高坝孔口结构运行安全为目标，客观认知及提升高坝孔口结构力学性能与抗爆性能，保证高混凝土坝在战时依然能发挥效益，具有重要的国家安全意义。本文主要工作为分析高坝孔口结构力学行为与破坏特性、揭示高坝大库水下爆炸冲击荷载作用规律及高坝动态毁伤机理、提出适用有效的高坝孔口抗爆设防措施等。主要研究内容和成果如下：　　（1）采用考虑非局部平均的扩展有限元方法、非线性接触及开裂算法及时变黏弹性温度—应力耦合算法，多方面研究了高坝孔口在施工及运行期内在环境影响作用影响下的结构受力特性及破坏机理。　　基于考虑非局部均化的扩展有限元方法，就坝身孔口结构所受不同类型荷载及其组合的作用效应，探讨了自重及水荷载对孔口开裂行为的影响规律；建立考虑不同横缝初始间隙及其开合行为的高坝深孔分析模型，从“结构变形、开裂状态、应力分布及实际配筋受力状态”四方面，分析了横缝初始状态及其开合行为对孔口结构变形特征、孔壁附近混凝土开裂范围、混凝土应力分布特征及钢筋受力状态等力学行为的影响；采用时变黏弹性热—力耦合数值分析方法，考虑了环境气温变化、环境水温变化、混凝土弹模增长过程、混凝土水化热、混凝土蠕变效应、大坝施工浇筑过程、坝前库水蓄水过程及温控措施等因素的综合影响，对温度—蠕变效应影响下的高坝孔口结构施工—运行过程的长期力学特性进行了研究。　　（2）采用FSI耦合分析方法建立了高坝大库水下爆炸全耦合数值仿真模型，对水下爆炸的界面效应、多界面综合作用效应进行了对比分析，并研究了不同起爆深度下高坝及高坝孔口的动态响应过程及毁伤特性。　　考虑炸药起爆过程、冲击波形成与传播过程、冲击波与边界相互作用过程，研究了近自由面、近结构面及近库底界面影响下的冲击波特性，并对比分析了水—空气—混凝土、水—基岩—混凝土两种组合界面条件下的冲击波传播与分布特性；建立了混凝土重力坝—库水—空气—地基—炸药的全耦合分析模型，对比分析了坝前浅水爆炸、深水爆炸及近库底爆炸三种典型起爆深度下的大坝动态响应过程、毁伤模式及损伤耗散能累积情况，分析了不同起爆深度下的高坝抗爆性能；建立耦合坝体、孔口、闸门、炸药、库水、空气和坝基的分析模型，对比分析了水下爆炸冲击下挡水坝段与含孔口坝段的抗爆性能，并探讨了孔口充水段长度对大坝抗爆性能的影响。　　（3）考虑大坝施工—运行期内坝体裂缝及坝间横缝造成的坝体内介质不连续性的影响，采用流固耦合数值分析方法，基于高坝工程实例，对不连续条件影响下的高坝及高坝孔口抗爆性能进行了分析与评价。　　分别建立空中爆炸冲击RC板及含裂缝RC板的全耦合分析模型，结合RC板的现场试验成果，评价了裂缝因素对RC板抗爆性能的影响；考虑大坝坝头上游面含水平裂缝情况，综合分析了浅水爆炸冲击下的大坝动态响应、毁伤特性及损伤耗散能累积情况，揭示出上游面水平裂缝对坝体抗爆性能的影响机制；考虑高坝孔口结构挡水闸门前方或后方存在环向浅层裂缝的情况，综合分析了深水爆炸冲击下大坝动态响应、毁伤状态及能量消耗特性，揭示了孔口环向裂缝对大坝抗爆性能的不利影响；综合分析了不同横缝张开范围条件下受浅水爆炸冲击的大坝动态响应、毁伤状态及能量耗散特性，揭示了横缝张开因素对高坝抗爆性能的不利影响。　　（4）以高混凝土坝的坝前抗爆设防为出发点，研究了空中及水下爆炸下泡沫铝的削波减爆效应、泡沫铝夹芯板对RC板的抗爆防护效应及泡沫铝夹芯板局部防护下高坝抗爆性能等关键问题进行了研究。　　采用解析法分析了冲击波与平板、覆层材料、多孔材料的耦合作用过程、冲击波传播规律及平板动态响应规律；建立了水下及空中爆炸冲击泡沫铝夹芯板的全耦合模型，对比分析了空中及水下爆炸下泡沫铝夹芯板的削波减爆效果；对比分析了空中及水下爆炸冲击波与钢筋混凝土墙体的相互作用过程、墙体损伤累积及受力情况，探讨了泡沫铝夹芯板对空中及水下爆炸冲击荷载的防护效应；基于工程实例，分别建立了泡沫铝夹芯板防护高坝受浅水爆炸荷载作用及高坝孔口受深水爆炸荷载作用的全耦合模型，在对比分析高坝不同防护条件下抗爆性能的基础上，论证了泡沫铝夹芯板提升高坝抗爆性能的适用性及有效性。