拱坝的稳定安全是拱坝设计与分析中的关键问题。本文基于大型有限元仿真软件ANSYS,开发了等效应力计算程序,研究了ANSYS计算结果的可视化后处理技术,重点研究了拱坝的坝肩稳定和坝体上滑稳定。具体内容如下: 1、介绍了岩土工程和水工结构工程有限元仿真分析中弹塑性和非线性计算的基本理论与方法,以及在ANSYS中的实施技术。对在ANSYS中模拟拱坝坝体混凝土和坝肩岩体、断层及较大的裂隙等采用的单元模型和材料类型进行了介绍与分析。 2、针对有限元计算中由于材料性质突变或者几何形状突变等因素产生应力集中,从而使计算结果不能直接应用于设计的问题,研究了等效应力的理论方法和实施技术。利用ANSYS自带的APDL语言编制了等效应力计算程序,并通过算例验证了其正确性和有效性。 3、对目前拱坝稳定分析之中日益引起重视的拱坝坝体上滑稳定安全问题进行了研究。研究了坝体上滑稳定的计算理论,通过实例证明了此计算理论所得出的系数是偏于安全的。基于ANSYS提出了拱坝坝体上滑稳定的有限元分析模型,且通过算例进行考证,并将计算结果与刚体极限平衡法的结果进行了对比分析。 4、探讨了基于ANSYS和AutoCAD的联合开发技术,研究了拱坝计算成果自动整理的可视化方法与技术,在ANSYS中运用APDL语言、在AutoCAD中运用VBA语言联合进行了编程,实现了包括拱坝应力变形图、云图、拱圈变形等可视直观的后处理技术。 5、对天花板碾压混凝土双曲拱坝建立了三维非线性有限元计算分析模型,并应用自编的等效应力计算程序计算了其等效应力,应用编制的后处理程序绘制了拱坝的应力变形图和拱圈变形图,实现了ANSYS计算结果的自动整理;利用超载法对天花板水电站进行了整体坝体上滑稳定和局部坝体上滑稳定分析,研究成果合理,可为工程设计提供有益的参考。