近年来,国内外建成一批高混凝土面板堆石坝工程,在取得成功经验的同时,部分面板堆石坝出现坝体变形较大、面板挤压破损、面板与垫层料间脱空、坝体渗漏量偏大等问题。本文通过天生桥一级面板堆石坝的实测资料,分析坝体的应力应变规律,设计试验方案研究不同的坝体填筑方式对面板脱空规模的影响,然后利用大型有限元分析软件ANSYS对面板堆石坝坝体整体结构应力分布和变形进行了精细化的分析和研究,并通过不同方案的对比分析,分析坝体应力应变的影响因素及规律。在此基础上,分析了混凝土面板的应力应变分布规律,建立了面板的有限元子结构模型,分析得到面板及其压性缝处应力应变的分布规律和影响因素。对面板接缝进行模拟,分析不同的接缝方案条件下其应力状况的改善情况,在此基础上提出工程措施的建议。本文得到的主要结论如下:1.蓄水期坝轴向水平位移呈现出由两岸向河谷中间挤压的趋势,竖向沉降的最大值发生在坝体中部;面板坝轴向挤压应力的最大值发生在坝体中央位置并向两岸逐渐减小;左、右岸坡坝顶处出现了拉应力,该处混凝土面板以张拉为主。2.上、下游堆石模量差较大时,可导致上、下游堆石产生不均匀沉降,变形协调性较差。扩大上游质量较好的堆石区的范围对减小面板堆石坝坝体上、下游变形有利,能减少沿坝轴向产生的挤压应力;增大下游软岩区堆石的模量可有效减小上、下游堆石区的不均匀沉降,表明提高软岩料强度能防止坝体产生过大变形。3.扩大上游堆石区和提高下游软岩料强度可避免坝体产生较大位移,从而使得面板的挠度减小,有利于改善面板的应力状况,并有助于减小面板与垫层料间的摩擦力,从而减少面板垂直缝的挤压或张拉应力。4.坝体内部堆石体的变形导致的坝体的坝轴向水平位移和顺河向水平位移均可造成面板发生较大的挤压应力。面板在纵向接缝处存在接触转动挤压效应,并在接缝两侧附近的面板表面处产生应力集中效应,是导致面板发生挤压破坏的主要原因。5.度汛—平起施工方案减少了施工断面的垂直高差,使得坝体变形相对均匀,减少了不均匀沉降和面板脱空深度,有利于坝体结构的稳定及防止面板发生较大的结构破坏。6.面板接缝处填塞柔性材料可吸收挤压变形能,面板垂直缝面的中、上部挤压位移较大,是应力集中及易发生挤压破坏的部位,实际工程中接缝面间可采用上软下硬的垂直缝形式,以削弱坝体变形产生的面板挤压破坏作用。