在我国正修建一系列的高拱坝，这些工程具有坝高、库大和设防地震烈度高等特点，在考虑混凝土断裂损伤特性基础上对高拱坝在正常和特殊荷载工况下进行开裂稳定性研究，是对高坝安全进行评价的一个重要课题。论文发展了基于断裂带理论的混凝土非线性断裂力学模型，并结合实际工程应用和前人的模型试验结果，对高拱坝静、动力开裂安全开展分析研究。 论文的主要研究工作和创新成果有：(1)基于混凝土软化特性和隐式有限元解法，建立了基于断裂带理论和全量关系描述的二维混凝土非线性断裂力学模型，及其在增量迭代算法中相应材料刚度矩阵，并对上述模型与前人的研究成果进行了比较。 (2)基于隐式解法，将上述二维模型拓展到基于全量关系描述的三维混凝土非线性断裂力学模型，包括固定裂缝模型和旋转裂缝模型，并将后者发展为旋转裂缝-标量损伤模型，同时推导得其在增量迭代算法中的相应材料刚度矩阵，并基于三维旋转裂缝模型对单拉受载情形可能发生的应力锁现象进行了数值试验。 (3)将混凝土非线性断裂力学模型从隐式解法发展为显式差分解法，实现了结构系统的大变形几何描述，以三维旋转裂缝模型为例对弯梁开裂问题进行了分析，并比较了隐式解法与显式解法的优缺点。 (4)应用非线性断裂力学模型对奥地利Kolnbrein拱坝实际坝踵断裂事故进行了数值模拟研究。计算结果较好地重现了该拱坝的坝踵首次开裂行为，模拟裂缝区分布与实际开裂现象较为符合。并将上述结果和前人基于线弹性断裂力学模型的结果进行比较。 (5)应用非线性断裂力学模型对中国水利水电科学研究院完成的二滩拱坝整体试验模型和溪洛渡拱坝分缝试验模型的动力断裂过程进行了数值模拟，并对原型拱坝的开裂稳定性进行了评价。数值仿真的开裂计算结果与模型试验结果有良好的可比性。 (6)基于简化的混凝土脆性断裂模型和已建工程的监测资料提出一种分析高坝坝踵开裂的工程类比法，对设计高坝的坝踵开裂稳定性进行分析。文中以二滩拱坝原型观测资料为依据，应用工程类比法对小湾拱坝坝踵的可能开裂行为及其稳定性进行比较研究。研究表明工程类比法为评价高拱坝坝踵开裂稳定性提供了一个实用而有效的途径。