目前,越来越多的大型水利工程采用RCC重力坝作为目标坝型,但它同样具有坝体断面尺寸大、消耗砼材料多、不能有效地发挥材料的强度等缺点,这些问题都会给工程建设带来不利的影响,本文在对某水库工程RCC重力坝进行设计的基础上,基于ANSYS和MATLAB的联合应用,对RCC重力坝的溢流坝断面进行一阶优化和复合形法优化,减少了材料的用量,降低工程造价,对工程实践有一定的参考价值。本文主要的研究内容及所得成果如下:(1)本文完成了筑坝坝址、坝型、泄水建筑物和消能防冲型式的比选,依据所选结构型式和规范要求,对坝体进行了设计。(2)对WES堰的泄流能力、泄槽水面线、挑距和冲坑深度进行了计算,从而确定了上游特征水位的下泄流量、泄槽的掺气水深以及泄槽末端的流速,并验算了挑距与冲坑深度的比值。最后,根据抗剪断强度公式和应力计算公式验算了坝体的抗滑稳定安全系数、坝基面和坝体的应力。(3)建立了RCC重力坝溢流断面二维平面的参数化模型,用ANSYS有限元软件对溢流断面进行静力分析,研究了其在基本组合和特殊组合下的位移和应力分布。(4)根据RCC重力坝正常运行的要求,确定设计变量、约束条件和目标函数。根据复合形法的基本原理,运用MATLAB软件编写了复合形法主函数等程序,通过反射、收缩、扩张等运算,实现了在可行域内的优化搜索,并用ANSYS进行求解。(5)以溢流坝断面面积最小为目标,分别采用ANSYS一阶优化方法和基于MATLAB的复合形法对其进行优化。结果表明:复合形法优化效果最为明显,两种荷载组合下优化后的断面面积分别减少了577.32m2和509.27m2,面积优化率分别达到16.73%和14.76%;ANSYS优化方法效果次之,两种荷载组合下优化后的断面面积分别减少了472.27m2和442.20m2,面积优化率分别达到13.7%和12.8%。复合形法操作简单,应用广泛,在结构优化设计中具有一定的应用价值。