混凝土面板堆石坝作为土石坝的一种新的坝型,由于其对气候、地质地貌具有很强的适用性,所以近年来关于面板堆石坝的设计理论和施工经验越来越丰富。但是由于堆石体材料的各向异性及其复杂性,试验室的测试条件以及缩尺效应等一系列因素影响,我们很难准确的测试出堆石体的材料参数,也就不能正确的反映坝体真实的力学性能。因此,依靠实测的监测资料确定合理的堆石体本构模型参数具有很重要的意义。另外,基于真实的材料参数,也可建立大坝的位移变化监控模型,对预测和监控大坝的运行情况提供重要的依据。本文的研究工作：(1)首先介绍了面板堆石坝的本构模型及有限元理论,详细阐述了反映土体非线性应力应变关系的邓肯-张E-B本构关系模型,并对天生桥一级面板堆石坝进行三维有限元建模。(2)结合传统的监测资料数学模拟的方法,对天生桥一级水电站的坝体位移资料进行了分析。包括坝体内部和外部的垂直位移、水平位移,一方面通过绘制典型测点的位移过程线以及典型剖面的位移分布图来分析坝体的位移变化情况,另一方面对典型测点的实测位移进行回归分析,建立实测位移的回归模型来定量的反映坝体的位移变化。(3)本文重点对面板堆石坝填筑材料的本构模型参数反演的方法和理论进行了研究。结合天生桥一级面板堆石坝运行期的监测数据,对坝体的参数进行了敏感性分析,选择敏感性较高的参数进行反演计算。应用遗传算法优化BP神经网络,然后利用优化好的BP神经网络对所选择的本构模型参数进行了反演计算,得到在运行期坝体材料参数的真实值,并利用所计算的真实值代入有限元模型中,计算出在不同水位工况下坝体的沉降变位值并与实测资料进行对比,验证反演分析和计算值的合理性。(4)基于反演分析计算的基础上,通过有限元计算坝体位移变化在真实值下的水压位变分量,并利用统计方法计算出时效位变分量和温度位变分量,从而建立大坝的典型测点的混合监控模型,用以预测和监控大坝的运行情况。