随着我国国民经济建设的发展和西部大开发战略的实施,建在深覆盖层地基上的混凝土面板堆石坝工程越来越多。特别是位于西南、西北等地区的面板堆石坝大多建在砂土、砂砾石或碎石土等组成的深覆盖层地基上。因此研究这些位于强震区面板堆石坝石坝在地震频率高、强度大的情况下的应力变形问题,特别是抗震安全问题显得尤为重要。本文采用有限元数值分析方法,结合堆石料与接触面的静动力本构模型,对面板堆石坝进行三维有限元静动力计算分析。首先根据面板堆石坝的结构特点,研究模拟覆盖层、堆石坝体、面板、堆石与面板接触面等各构成部分工作状态的有限单元形式。在分析面板堆石坝抗震研究现状的基础上,引入堆石料的静、动力本构模型及接触界面的本构模型。研究了面板堆石坝应力变形计算中诸如接触、分级加载、面板裂缝与接缝等特殊边界模拟的问题,在ADINA软件中实现了上述特殊边界的模拟。最后,结合实际工程,利用大型有限元软件ADINA建立了面板堆石坝三维静、动力分析的有限元模型；进行了施工期与运行期混凝土面板堆石坝应力变形的三维有限元静力仿真分析。动力分析中堆石料的动力本构模型采用Hardin—Drnevich双曲线本构模型,由于堆石料本构模型的复杂性和有限元软件的局限性,通过将非线性问题线性化,计算分析了大坝在地震时的加速度、剪应力和剪应变等。本文所建立或提出的上述模型及方法,为强震区深覆盖层上混凝土面板堆石坝在地震情况下的应力变形特性研究和预测进行了一些理论探索,所获得的分析计算成果对类似工程也具有一定的参考和应用价值。