利用位移观测资料对坝体材料参数进行反演已在水利工程和岩土工程等领域得到了广泛应用,混凝土坝材料参数反演不仅能够纠正原有的设计方案还能监控大坝的安全状态,反应大坝的工作特性。因此,大坝材料参数反演研究一直是国内外学者的研究热点。本文针对混凝土坝总结了国内外现有的文献,并列出了混凝土坝材料参数的一些反演方法,对各种方法的优缺点进行了说明。本文首先根据位移反分析法建立了反分析的目标函数,采用梯度搜索法对目标函数进行优化,针对梯度搜索法中灵敏度系数矩阵的计算问题推导出了一个灵敏度系数的计算公式。由于观测值中含有的误差会使反演分析出现不适定性,采用正则化方法解决了参数反演的不适定问题,使用L-曲线准则确定正则化参数,实现了在误差存在条件下确定最优解。本文的研究主要是寻找一种稳定并且实用的混凝土重力坝的材料参数反演方法,将来可用于实际大坝的整体性评估。本文的主要研究工作如下：(1)在传统回归模型回归因子的基础上,使用积分回归法对传统的因子集进行了补充,补充因子之后的回归分析结果比使用传统回归因子的回归结果拟合精度更高,结合丰满大坝的实际观测数据通过逐步回归法分离出了坝顶位移观测点的水位分量；(2)利用回归分析法中分离出的观测点位移水位分量建立了目标函数,通过目标函数的优化来求解混凝土坝的材料分区弹模。介绍了梯度搜索法的基本原理和步骤,通过公式推导找出了一种能够精确计算灵敏度系数的公式,弥补了差分法求解的不足,并通过工程实例验证了该方法的实用性；(3)观测噪声是安全监测数据中不可避免的,本文介绍了观测噪声导致坝体材料参数反演出现不适定问题的原因,并通过施加正则化因子的方法解决参数反演的不适定问题,建立了重力坝材料参数反演的正则化方法,给出了确定最优正则化参数的L—曲线准则,对丰满的实测数据进行了反演分析,并将反演结果和现场取芯结果对比,证实了此方法可以用于实际工程中；