目前，关于混凝土面板堆石坝渗流场及应力场问题的研究，通常均是分别考虑、单独进行的，极少进行二者的耦合研究。事实上，面板堆石坝渗流场与应力场是相互影响、相互作用的。在关于面板堆石坝的渗流分析计算方面，通常又均假定堆石体的渗流为各向同性的，而实际工程中面板堆石坝一般均采用振动碾压施工方法，由此使得堆石坝体在水平与竖直方向的渗透特性往往存在明显差异，呈现出正交异性的渗透特征。堆石体的本构模型与面板堆石坝应力变形计算的可靠性和准确性密切相关，而通用有限元软件目前普遍缺乏适用于堆石体的邓肯-张E-B本构模型，但通用软件却具有前后处理功能强大、运算速度快、通用性强等优点，因此，如何在通用有限元软件中引入邓肯-张E-B本构模型，使之能够满足面板堆石坝应力变形三维有限元计算的需要，也是一个有待研究解决的问题。本文基于达西定律，系统地阐述了考虑堆石体渗透正交异性的渗流有限元计算原理，对渗流场与温度场计算原理的相似性进行了对比分析，论证提出了基于通用软件的温度场计算模块进行渗流场分析的基本方法，并结合某一面板堆石坝算例，利用通用软件进行了大坝渗流场的模拟分析。利用通用软件的二次开发平台，在材料库中加入了邓肯-张E-B本构模型，获得了基于通用软件进行面板堆石坝应力变形三维有限元计算的有效途径。以堆石体孔隙率作为桥梁，对多孔岩土介质渗透系数与其体积应变之间的数学表达式进行了分析推导，建立了多孔岩土介质渗流场与应力场耦合的数学模型。最后，结合公伯峡水电站面板堆石坝，基于上述研究成果，针对是否考虑堆石体渗流场与应力场耦合这两种情况，进行了大坝渗流场及应力场的三维有限元分析计算，获得了上述两种情况下大坝渗流场及应力场的分布与变化规律，并将计算结果与工程实测结果进行了对比分析。本文的研究特色在于：在面板堆石坝渗流分析中考虑了堆石体的渗透正交异性；在通用有限元软件中实现了E-B本构模型的二次开发；建立了面板堆石坝渗流场与应力场耦合分析的有限元计算模型。本文的研究方法及研究成果，对类似工程问题的研究与解决具有重要的参考和应用价值。