水库大坝一旦失事后果极为严重,各国学者都很重视溃坝问题的研究。土石坝是所有水坝中数量最多、溃坝率最高的坝型。但是由于溃坝机理极为复杂,且现有的溃坝测量工具存在一定局限性,目前土石坝溃坝机理仍不十分明确。溃坝模型试验研究是溃坝机理研究的主要手段,而溃坝过程测量工具的精度直接影响溃坝试验测量结果的准确性,因此对溃坝过程测量方法的研究具有重要意义。本文在国内外学者优秀研究成果的基础上,针对目前溃坝机理研究不足和溃坝过程测量工具过于单一的问题,从改进溃坝测量工具角度出发,自主设计开发了基于电阻矩阵定位技术的可用于土石坝漫顶溃坝过程特别是溃口发展过程测量的新型测量设备,并对以往的溃坝事故做了较为详细的调查,针对事故多发坝型和常见溃坝方式开展了多组溃坝模型试验,取得了如下成果:(1)通过对以往溃坝事故的调查,发现防洪标准低和工程质量差是导致大坝失事的主要原因,土石坝溃决的主要表现形式为漫顶和管涌两种形式。均质土坝漫顶溃坝的研究具有典型意义,应是溃坝问题的研究的重点。(2)自主设计制作了基于电阻矩阵定位技术可应用于溃坝过程测量的试验设备,解决了设备设计制作中遇到的一系列问题。通过实际的溃坝试验,设备的防水性和功能性得到了较好的验证。利用溃坝测量设备还原溃坝过程可以看出水流漫顶后首先对水坝有一个明显的下切淘蚀过程,下切发展到一定阶段后逐渐向两侧发展。溃坝初期水流对坝体的冲刷破坏较慢,溃口发展到一定阶段时,水流通过溃口大量下泄,对土坝的冲刷加剧,此外还伴随着溃口周围土体的坍塌,浑浊的水流和坍落的土体覆盖了溃口,单凭肉眼很难观察到溃口的发展过程。基于电阻矩阵定位技术而非光学原理的测量设备的优势得到了发挥。(3)坝坡和筑坝材料都对溃坝历时有影响,坝坡较缓和筑坝材料更密实的土石坝在发生漫顶溃坝时溃坝历时更长。即使是均质土坝筑坝材料也不可能完全均一,坝体的薄弱部位会先被水流破坏,坝体本身存在缺陷会加速溃坝进程。(4)漫顶溃坝导致的坝体冲刷破坏优先发生于下游面,然后由下游面逐渐向上游面侵蚀,最终坝体下游面的破坏程度比上游面更严重。在溃口发展方面,水流对坝体的冲蚀自然是导致溃口发展的重要原因,但伴随水流作用出现的土体坍塌亦是溃口扩展的重要方式之一。对溃口这一发展方式进行分析研究时,应更多地结合边坡失稳理论,同时将水流的冲击与浸润作用考虑在内。