土石坝因工程性能良好、适应性强以及抗震性能优越等诸多优点而被广泛采用。目前,我国西南地区拟建和规划中的高坝中主要是高土石坝,并且坝体最大高度达到300m级。然而,工程实践表明,土石坝在竣工后水库初次蓄水过程中上游坝壳往往发生较大的湿化沉陷,并伴随着坝顶及上、下游坝坡出现较多的裂缝。上述情况的发生轻则仅对坝体造成很小的损害,重则导致坝坡失稳或心墙开裂发生渗透破坏,甚至导致溃坝。同时西南地区地震频繁、烈度高,并且颗粒很细的反滤料对土质心墙的渗透保护至关重要。但是反滤料为了减弱心墙的拱效应不能填筑太密实,同时为了能够滤土排水又不能太疏松。因此,高土石坝满蓄时反滤料在地震作用下的液化可能性对于心墙的影响也关系到大坝的安全。国内外学者对湿化变形的试验和数值分析开展了相关的研究工作,已有的湿化模型考虑的因素不一致,并且数值分析中材料的本构模型则以邓肯张模型为主。然而土石坝蓄水过程的应力路径复杂,邓肯-张模型难以反映筑坝料在上述复杂应力路径下的变形特性。此外,关于反滤料的液化分析研究不多见,且大部分分析主要采用了总应力的方法,难以合理评价其液化可能性。本文在国家自然科学基金项目(51279025,51379028)、国家自然科学基金重大研究计划集成项目(91215301)和新世纪优秀人才支持计划资助(NCET-12-0083)的支持下,开展了以下工作：(1)对新疆地区广泛使用的西域砾岩筑坝砂砾料开展了一系列大型三轴剪切试验和湿化变形试验,分析了西域砾岩砂砾料湿化变形的主要影响因素,提出了一个基于单线法的考虑湿胀的双曲线湿化模型,并验证了该模型的合理性和适用性。(2)采用广义塑性模型和本文提出的湿化模型对某沥青混凝土心墙坝进行了蓄水湿化变形的数值分析,分析了湿化对大坝应力和变形的影响,并与国外同类大坝实测结果进行了比较,结果表明联合采用广义塑性模型和湿化模型可以很好地模拟筑坝材料的湿化效应。(3)对某掺砾粘土高心墙坝的筑坝主堆石料、反滤料开展了一系列大型和中型试验,标定了筑坝材料的广义塑性模型参数。并采用基于广义塑性模型的弹塑性有效应力动力方法对大坝地震时反滤料作用下的液化可能性进行了数值模拟,分析了反滤料的孔压和孔压比分布规律,讨论了液化危险区域。