随着我国水利工程建设的飞速发展,以锦屏一级、溪洛渡、小湾等为代表的一批300m级高拱坝相继建成并进入运行期。然而这些拱坝在蓄水后均出现了不同幅度的谷幅变形,且变形时间长,表现出强烈的时效特征,由谷幅变形引发的高坝安全性问题日益突出。为对高坝大库的长期运营维护及稳定性评价提供依据,确保水利设施的安全运行,对谷幅变形机制的研究显得十分必要。本文依托溪洛渡工程,针对溪洛渡谷幅变形的特点,采用水岩耦合力学试验和DDA数值模拟对其谷幅变形机制开展了系统的研究工作。通过坝区玄武岩裂隙岩体水力耦合真三轴试验与层间错动带直剪试验的研究,得到裂隙岩体和层间错动带力学参数在水力耦合作用下的劣化规律;基于DDA方法研究了蓄水后裂隙岩体参数时效劣化与初始应力场调整及应力释放对溪洛渡谷幅变形的影响机制。本文的主要研究内容如下:(1)介绍了溪洛渡坝区工程地质背景,根据溪洛渡谷幅变形监测资料研究分析其变形特点,并与其他高拱坝谷幅变形进行工程类比,得到其变形的特性与共性。(2)研究了溪洛渡裂隙岩体水力耦合现场三轴及剪切耦合试验方法和试验技术。基于溪洛渡裂隙岩体水力耦合层间错动带直剪试验成果,研究了玄武岩裂隙岩体及层间错动带变形及强度特性受蓄水影响的变化规律,揭示了裂隙岩体和错动带力学参数受水库蓄水影响的劣化过程特征。(3)在岩体水力耦合试验成果基础上,建立了应用DDA模型分析水库蓄水块体系统水力耦合分析方法和裂隙岩体力学参数劣化模型。在综合考虑坝址区岩体地质结构特征、初始地应力分布规律及水库蓄水过程等条件,应用DDA方法对溪洛渡谷幅变形发生条件及过程进行数值模拟研究,并与岩体水力耦合试验及谷幅变形监测结果进行了对比分析研究。(4)研究表明,溪洛渡水库蓄水后,水流沿着岩体及结构面进入岩体,在具有天然初始应力状态下的岩体结构中,水岩耦合作用下改变了岩体结构面有效应力状态,并进一步叠加岩体及结构面力学参数劣化效应,触发了岩体的位移变形,是溪洛渡谷幅变形的主要原因。