该项目属水利水电工程领域的应用基础研究。中国是当今世界高坝建设的中心，目前在建、拟建的堆石坝高度已达200-300m级，超出了现行规范的适用范围。高堆石坝建设具有迫切的工程需求，但在设计理论和计算方法等方面仍存在诸多难题。高堆石坝变形控制是保证工程安全、投资和工期的关键，具有重要理论意义和应用价值。该项目依托国家自然科学基金、国家科技支撑计划等研究课题，结合水布垭、洪家渡等多个大型水利水电工程建设，系统开展了堆石体细观结构特征精细化描述、宏细观变形机制与细观数值模拟、高堆石坝变形全过程控制的理论、方法与技术等研究。主要创新成果如下：1.提出了堆石体材料结构特征的三维随机多面体精细描述方法，建立了堆石体材料细观变形的劣化效应演化模型，揭示了基于组构分析的堆石体宏细观变形演化机制，发展了基于扰动状态理论的堆石体宏观本构模型。2.提出了堆石体细观随机颗粒不连续变形分析理论，建立了基于连续-离散耦合的颗粒体破碎和细观流变数值模拟方法，研发了高堆石坝结构变形分析的大型FEM/DEM耦合数值分析平台。3.建立了基于材料性能演化规律和宏细观变形机制的堆石体变形控制理论，提出了高堆石坝变形动态预测与反馈分析方法，发展了集工程设计、施工、运行控制为一体的高堆石坝全过程变形控制体系。项目取得国家专利6项，成果被1部国家行业标准以及1部行业设计手册所采用；出版专著7部，发表论文96篇，其中SCI/EI收录81余篇，研究成果整体达到国际领先水平，已成功应用于水布垭、洪家渡、瀑布沟等大型水利水电工程。解决了堆石体细观结构特征精细化描述、宏细观变形机制与细观数值模拟、高堆石坝变形全过程控制等关键技术难题，产生直接经济效益约5.8亿元，推动了水利水电行业科技进步。