近年来，新材料、新工艺的不断出现，为混凝土筑坝工艺的进步提供了新的思路。作为一种新型筑坝技术，联合筑坝采用大体积高掺量粉煤灰的常态混凝土与碾压混凝土共同筑坝，能够充分发挥碾压混凝土施工速度快、工程造价低、环保适应性强等特点，未来将成为缓解进度压力的有效手段。因此，有必要在工程实践经验基础上，对常态-碾压混凝土联合筑坝材料、结构设计以及安全运行所涉及的关键技术与方法开展深入系统的研究。本文以实际工程为依托，结合理论分析研究与工程实践，对材料层面常态-碾压混凝土细观变形协调特性与结构层面上坝体变形安全预测、温度特性演化规律开展了系统的研究，主要研究内容和研究成果如下：
　　(1)以联合筑坝工程不同部位混凝土力学性能数据为驱动，建立了联合筑坝形式下水工混凝土力学性能智能预测模型(包括抗压强度、劈拉强度、弹性模量、极限拉伸值以及干缩变形率)。通过对比分析四类数据挖掘算法的预测效果，根据K折交叉验证指标评价了四类预测模型的准确性与鲁棒性，并对比了行业内已有研究成果经验与智能预测模型得到的成分重要性，验证了预测模型的可行性，为联合筑坝混凝土设计提供快速准确的方法和手段。
　　(2)先后从“材料”和“结构”角度出发，结合“变形协调”的理念，开展了联合筑坝材料复合试件细观应力和不同分区、分缝的联合筑坝结构动力变形特性仿真分析。通过智能预测模型得到粉煤灰掺量为20%-50%的大坝常态混凝土力学性能，采用非均质有限元法计算分析了常态-碾压混凝土复合试件的细观强度特性与温度应力特性，评价了粉煤灰掺量对联合筑坝复合材料力学性能的影响;开展了模态分析和动力工况下弹塑性分析，从变形协调的角度评价了六种分缝、分区结构方案，进而确定联合筑坝结构的优化方向，得到更为合理的设计方案;上述仿真分析结果为联合筑坝材料与结构设计提供重要参考。
　　(3)考虑到联合筑坝材料温升特性差异，拓展了标准克里金的假设条件，提出了倾斜克里金插值法，并采用混沌萤火虫算法对倾斜参数强化寻优，提出了多模块、高精度的联合筑坝温度场重构预测方法。对比分析了倾斜克里金法、标准克里金法、一次反距离加权法以及二次反距离加权法四种插值方法温度场重构效果，结果表明倾斜克里金插值方法精度最高，在六组试验12个验证点中预测温度差值均不超过1.11℃，误差范围最小并且预测结果更加稳定。
　　(4)针对时序预测模型的交互障碍、寻参复杂与优化不足等问题，以加法模型为基础重构各时序分解项作为模型底层，提出了一种耦合自动预测算法与专业知识的交互式变形预测模型。通过配置必要的直观参数实现交互式建模，同时简化参数寻优过程，并对原始数据噪声进行参数化清洗，根据仿真结果甄选模型参数缺省值进行自动预测，借助可视化展示及评价指标反馈进行精准微调以提高模型适配性，实现设计工况、科学预报等专业知识与预测模型的高度融合，进而完成高质量大坝变形预测分析。