为适应土石坝溃坝应急处置和风险调控的需要，本项目应用模型试验和数值模拟研究了土石坝漫顶溃坝机理。研制了可在80g离心加速度下稳定工作的封闭式循环供水系统，通过把明渠流转化为满管管流，有效解决了溃口流量过程线的量测问题。研制了圆筒型土体抗冲蚀特性测定装置，并应用该装置对砂土的抗冲蚀特性进行了研究。在临界状态土力学框架内提出了便于工程应用的K0固结土不排水强度解析式，该解析式是关于内摩擦角、塑性体积比和超固结比的函数，在初始各向异性角为0时，可以简化为大家详知的各向同性土不排水强度解析式。提出了一个土石坝漫顶溃决物理模型，该模型应用双曲线型冲蚀速率方程计算坝体材料的冲蚀速率，通过极限平衡理论计算溃口的侧向扩展。从溃口流量平衡方程、筑坝材料抗冲剪应力和冲蚀速率、溃口扩展模式三方面分析总结了当前较常用的17种土石坝漫顶溃决物理模型；以唐家山堰塞坝溃坝事故为工程背景，选取BREACH模型、DB模型和IWHR模型对其溃坝过程进行了数值模拟，研究了上述三种模型计算得到的筑坝材料冲蚀速率、流量过程线和水位变化曲线与实测值的差异；应用BREACH模型研究了筑坝材料的黏聚力、内摩擦角、不均匀系数和孔隙率对流量过程线的影响。 2100433B