随着全球地缘政治形势的复杂化，局部战争和恐怖袭击频发。作为关键基础设施，水坝常常成为攻击目标，不仅会造成巨大损失，还会威胁国家安全[1,2]。2023年俄乌冲突中卡霍夫卡水坝的爆炸引发了广泛关注，水坝的抗爆性能也成为了近年来的研究热点[3,4]。混凝土面岩填坝因其经济性好且能适应不同的坝址地形，逐渐成为一种具有竞争力的新型水坝类型[[5], [6], [7], [8], [9], [10]]。为应对极端洪水需求以及不断增长的能源需求，全球范围内修建了大量混凝土面岩填坝。尤其是近年来，这类水坝在中国西南高原的水坝建设以及各地抽水蓄能电站的建设中发挥了重要作用。
作为混凝土面岩填坝的核心防渗结构，钢筋混凝土面板是保障整个水坝正常运行的重要防线，因此确保其安全一直是水坝行业面临的重要课题[6,9,[11], [12], [13]]。然而，在混凝土面岩填坝的设计中并未考虑爆炸荷载的影响。这类水坝的面板跨度通常超过100米，但厚度往往不足1米，一旦遭遇现代战争中的水下爆炸，如此薄的面板极可能遭到严重破坏，丧失防渗功能，进而导致岩填坝发生严重的破坏事故。但由于混凝土面岩填坝结构较为复杂，目前针对其抗爆性能的研究较少，其面板的爆炸破坏模式及损伤评估方法仍不明确。
目前，关于水坝抗爆性能的研究主要集中在混凝土水坝上[4,[14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22]]。对于重力坝和拱坝等混凝土水坝类型，其抗爆性能已有了大量研究结果[[23], [24], [25], [26], [27]]。Kong等人[2]通过离心模型试验与数值模拟相结合的方式，揭示了重力坝在内部爆炸作用下的破坏模式。Wang等人[3,4,15,21]系统开展了重力坝的水下爆炸研究，分析了其破坏模式。Shu等人[20,25]研究了重力坝在穿透爆炸作用下的损伤特征，并提出了该类水坝的稳定性评估模型。Huang等人[17,28,29]基于离心试验和数值模拟，研究了重力坝在水下爆炸作用下的非线性动力响应行为。Jiang等人[19]揭示了模型拱坝的破坏机制。Pan等人[14,22,30]分析了300米高拱坝在远场水下爆炸作用下的动力响应与破坏机制，提出了高拱坝的脆弱性分析方法。总体而言，学者们已经系统研究了重力坝和拱坝的爆炸诱导破坏模式及损伤评估方法。值得注意的是，现有大多数关于重力坝和拱坝的研究都采用了一种简化策略，忽略了水下爆炸引发的气泡脉动和空化效应[[31], [32], [33], [34], [35], [36], [37]]，将冲击波视为主导荷载。相关抗爆研究[19,[38], [39], [40]]表明，冲击波的峰值压力远高于气泡脉动的压力，冲击波是导致结构初始破坏的主要因素。同时，要准确捕捉气泡脉动和空化效应，对实验条件及计算资源的要求极高，常规研究中难以实现。这种简化处理方式在水坝抗爆领域被广泛接受，能够在工程实用性与研究可行性之间取得良好平衡。然而，作为一种具有较高竞争力且应用广泛的坝型，混凝土面岩填坝的抗爆性能至今几乎未被研究，因此亟需开展与其工程重要性相匹配的系统性研究。
目前，关于混凝土面岩填坝极端动力破坏的研究主要聚焦于抗震性能。Zou等人[6,10]系统研究了混凝土面岩填坝在地震作用下的破坏模式与机制，提出了该类水坝的抗震安全评估方法。然而，作为另一种典型的极端动力荷载，水下爆炸荷载在荷载特性、持续时间和作用方式等方面与地震荷载存在本质差异。例如，地震波首先作用于水坝基础，再通过基础传递到水坝主体；而水下爆炸产生的冲击波则直接作用于混凝土面岩填坝的面板，会对面板造成极大的破坏威胁。因此，迫切需要研究混凝土面岩填坝面板在水中爆炸作用下的破坏模式及损伤评估方法。
为此，本研究旨在探究混凝土面岩填坝面板在远场水下爆炸作用下的破坏模式，并提出一种用于评估面板损伤范围的简化方法。为实现这一目标，本研究开展了水下爆炸模型试验、数值模拟和理论分析。首先，通过水下爆炸试验获得了面板的典型破坏特征，为混凝土面岩填坝抗爆研究中的数值模拟提供了数据和支持，同时还将试验结果与数值模拟结果进行对比，以验证CEL方法的可靠性。其次，在实验验证的CEL方法基础上，系统研究了远场水下爆炸作用下混凝土面岩填坝面板的损伤演化规律与破坏模式。最后，根据数值模拟揭示的破坏模式，提出了混凝土面岩填坝面板损伤范围的简化计算方法，便于高效评估损伤范围。本研究为未来混凝土面岩填坝的抗爆性能评估及抗毁性提升设计提供了重要的理论依据。
