云冈石窟众多的洞窟中,9、10窟最具特色,这两窟前室相连,组成一组双窟,前室均有两根通顶八角立柱,立柱侧面均雕刻十层佛龛,柱础为大象,不过现如今已经风化殆尽,仅剩立柱北侧上部刻画隐约可见。随着岁月的流失,两窟前室四根立列柱风化逐步加剧,其强度正在逐渐较弱,一旦四根立柱失稳破坏,9、10窟整体稳定性令人堪忧。为了探明9、10窟薄弱部位和目前石窟的稳定情况,并为下一步石窟的加固提供科学参考,本文利用有限元软件Abaqus对石窟进行数值模拟,模拟内容包括石窟开凿立柱稳定性模拟、石窟遭受风化后立柱稳定性模拟和温度变化时立柱稳定性模拟。其中石窟开凿分为五个阶段,分别为:八角柱阶段、前室阶段、窗洞阶段、门洞阶段、后室阶段,该部分主要计算石窟开凿各个阶段,前室四根立柱应力场和位移场的变化,以及稳定性的变化情况;石窟遭受风化后立柱稳定性模拟是先对石窟整体进行重力作用下数值模拟,然后再利用子模型技术,将整体模型计算的结果导入到子模型中,对立柱子模型进行更细网格的划分,重新设置边界条件,并对立柱进行风化圈层划分,不同圈层赋予不同的物理力学属性,而后提交运算,对计算结果进行分析;温度变化时立柱稳定性模拟是模拟温度升高或降低时对立柱稳定性的影响,同样利用子模型技术,通过选取2016年月平均温度为温度荷载,分别模拟高温和低温对立柱应力场和位移场的影响。经过以上模拟分析得出以下结果:1.洞窟开凿阶段山体整体位移不断加大,最大达到3.228mm。同时,洞窟上部山体具有向南倾斜趋势,随着开凿的进行,该趋势逐渐增大,立柱受力也逐渐增大,柱顶压应力由八角柱阶段的0.3Mpa,增加到后室阶段的0.62Mpa;2.前室和后室的顶部所受压应力减小,局部出现拉应力,这不利于洞窟窟顶的稳定;3.列柱Y向剪应力受开凿的影响远远小于Z向垂直应力受开凿的影响,列柱发生受压使稳的可能大于剪切失稳;4.无论是开凿模拟还是风化模拟,或者是温度变化模拟,四根立柱顶端或底端均为应力集中最大值发生部位,说明列柱始终是整个洞窟较薄弱环节,加固列柱是首要任务;5.立柱在近受上部压力作用下最大Mises应力为3.014Mpa,高温耦合时该值增加到4.465Mpa,低温耦合时该值为1.950Mpa,说明高温对立柱稳定性危害更大。