土石坝是世界范围内数量上最多、历史最为悠久的一种坝型,对人类做出重大贡献的同时构成了极大的威胁。土石坝漫顶破坏影响因素较多、破坏过程复杂,模型试验是深入认识漫顶破坏机理的重要研究手段。本文开展了粘性均质土石坝漫顶破坏试验,对土石坝漫顶破坏模式进行了划分,较为系统地研究了不同因素对土石坝漫顶破坏机理和破坏模式的影响规律和机理,在此基础上提出了临界时间的概念和土石坝漫顶安全评估方法,建立了最大下泄流量经验公式修正式、临界时间和漫顶安全评价因子经验表达式。1、阐述了研究的背景和意义,总结和分析了土石坝破坏过程、机理和模拟预测的研究现状和存在的问题,提出了本文的研究目标和内容。2、介绍了漫坝试验的目标、概化方法、筑坝材料配制和检测、漫坝试验装置、试验筑坝工艺、试验过程和方案。本次漫顶破坏试验筑坝材料由粘土、黄砂混合配制,筑坝时对筑坝材料干密度、含土量和含水率进行严格控制；筑坝材料干密度、含土量和含水率是坝体强度的重要影响因素,坝高和进口流量反映了水流势能和持续漫顶冲刷能力,坝顶材料强度及高程分布的差异会对破坏过程产生重要影响,试验中利用初始溃口来概化,因而试验中作为变量的影响因素包括初始溃口及其深度、筑坝材料干密度、含土量、含水率、坝高和进口流量。3、总结和分析了土石坝漫顶破坏试验中坝体的主要破坏类型和水位流量过程特点。漫顶破坏中观测到陡坎冲刷、沿程冲刷(表面剥蚀和快速剪切侵蚀)、坍塌三种典型破坏类型,水位流量过程分为“流量陡增陡降”类型和“流量缓慢变化”类型。基于漫顶破坏过程中主要的破坏类型及其耦合方式将漫顶破坏模式划分为陡坎蚀退冲刷溃决模式(模式1)、剪切蚀退坍塌溃决模式(模式2)和缓慢剥蚀破坏模式(模式3)：其中模式1坝坡以陡坎冲刷方式溯源蚀退,溃口受水流冲刷而逐渐扩展；模式2坝坡发生快速剪切侵蚀,溃口因两侧坝体失稳坍塌而突变展宽；模式3坝体破坏以表面剥蚀为主,破坏过程中无溃口发展过程。总体上坝体侵蚀速率和破坏率模式2>模式1>模式3。模式1、2水位流量过程基本为“流量陡增陡降”类型,模式1溃口渐变扩展、坝前水位相对稳定而模式2因溃口坍塌突变展宽、坝前水位较不稳定,模式3水位流最过程全部为“流量缓慢变化”类型；不同模式最大下泄流量差别较大,相同坝高条件下最大下泄流量模式2>模式1>模式3。4、系统分析了初始溃口、筑坝材料、进口流量和坝高等因素对漫顶破坏的影响规律和机理。初始溃口、筑坝材料、进口流量和坝高都是坝体侵蚀速率、破坏持续时间、破坏率、水位流景过程和最大下泄流量等的重要影响因素,这些因素通过改变水流破坏能力与筑坝材料强度的相对强弱关系,在一定条件下促使漫顶水流或以快速剪切侵蚀方式或以陡坎侵蚀方式或以表面剥蚀方式破坏坝体、改变破坏模式,导致漫顶破坏过程和相关参数(破坏持续时间、最大下泄流量等)发生质的变化。5、结合不同模式的特点和差异,建立了最大下泄流景经验公式修正式；提出了临界时间的概念并根据不同因素的影响规律建立了临界时问的经验表达式：根据不同漫顶破坏模式造成的危害的差异,对坝体漫顶安全等级进行了划分并建立了相应的安全因子经验表达式。6、总结本文研究成果和不足,提出了该问题的下一步研究方向。