成果获2013年度国家科技进步二等奖

混凝土面板堆石坝是发展最快的坝型，我国已建成94座100m以上高面板堆石坝工程，成为国家的重要基础设施，但是上世纪末以来国内外200m级高面板堆石坝出现面板开裂、挤压破坏和严重渗漏等问题，说明高面板堆石坝安全问题还没有得到根本解决。针对高面板堆石坝安全建设这一重大课题，提出了变形协调设计新理念，在高面板堆石坝安全核心技术取得一系列突破，成功建设了马来西亚巴贡（国外最高）、宜兴上库（陡峻地形）和吉林台一级（9度强震区）等高坝工程，主要技术创新成果如下：

（1）系统分析高面板堆石坝的破环模式和机理，揭示堆石料的流变变形机理和颗粒破碎的能耗，提出流变模型和考虑颗粒破碎的本构模型，构建了接触面损伤模型，提出了变形协调新理念，建立变形协调准则、判别标准和设计计算方法，实现高面板堆石坝由经验设计向变形安全理论指导下设计的转变，为高面板堆石坝安全建设提供了理论基础。

（2）针对负责地形地质条件上安全建设高面板堆石坝问题，实现了用离心机对坝体、坝基与防渗体系复杂结构以及高挡墙相互作用的模拟，建立了数学模型并揭示了深覆盖层和狭窄、陡峻地形条件下高面板堆石坝的应力变形规律，提出了防渗墙与趾板的柔性连接方式，成功建设了宜兴上库等高面板坝。

（3）开发量测范围520m的遥测遥控水平垂直位移计、耐3.5MPa水压力的高精度双向固定测斜仪等新型仪器；建立考虑填筑、水压与时效耦合影响的坝体变形、面板变形和面板应力计算模型，开发预测高面板堆石坝运行期性状分析软件，形成完整的高面板堆石坝安全监测成套技术，指导高面板堆石坝安全运行。

成果已应用于国内外25座200m级高面板堆石坝，在巴贡、猴子岩、九甸峡、宜兴上库、吉林台一级、公伯峡6个工程的经济效益超过14亿元，获发明专利8项、实用新型专利16项；列入规范10项；获部级特等奖1项、一等奖1项、二等奖6项；詹天佑奖1项、鲁班奖5项、国家优质工程奖5项、国际博览会发明金奖1项；出版专著2本、发表论文180余篇。部级鉴定意见指出“研究成果总体达到国际领先水平”。国际大坝委员会对本项成果评价认为“创新理念与创新技术在面板堆石坝领域居世界领先地位”。

提出的变形安全新理念以及变形安全设计分析计算方法构成高面板堆石坝安全的重要基础，推动了水工结构学科和岩土工程学科特别是结构安全专业领域的发展。