混凝土重力坝作为应用广泛的坝型之一,其结构安全性一直都是设计和工程中十分重视的问题,而坝体的应力应变性态变化规律一直是重力坝结构安全的重要评价指标。重力坝由于其断面尺寸大,安全性较高,但是由于其剖面尺寸较大,也造成了坝体内部材料强度不能充分发挥,浪费混凝土材料,同时断面减小可以简化施工时的温控措施,因此设计合理的重力坝断面尺寸很有必要,在重力坝设计中需要根据实际情况加入坝体的结构优化设计。基于传统的二维图纸对施工设计的直观性不够,研究如何将施工设计图纸以可视化、动态化的方式展现出来很有意义。本论文主要以某地的一在建混凝土重力坝作为研究对象,在已知原始资料的基础上根据该混凝土重力坝的实际情况,基于大型有限元软件ABAQUS建立该混凝土重力坝的三维有限元模型进行静动力分析,以验证坝体结构设计的可行性;在结构分析的基础上进行坝体断面优化,将经过优化后的坝体进行可视化的动态施工进度模拟,主要研究工作如下:(1)选取典型重力坝断面进行静力分析,研究该重力坝在不同静力荷载条件下的位移应力分布变化规律,得到该大坝正常运行的安全性。(2)考虑地震作用在静力分析的基础上进行动力分析,研究得到该大坝的抗震安全性能。(3)采用MATLAB和ABAQUS工具编写了遗传算法优化程序,通过编写ABAQUS和MATLAB联合算法和程序进行数据交互,这种方法克服现有优化方法的不足,通过MATLAB编程语言编写相应的命令直接调用ABAQUS软件在后台进行有限元计算,全自动化的联合程序提高了优化速度,结合有限元法和智能算法两者优点设计出满足条件的最佳优化方案。(4)基于BIM相关工具软件,对确定合理的设计成果进行直观展示和仿真施工模拟,运用相关工具软件建立3D重力坝模型,并结合编制的重力坝进度计划,研究了BIM-4D模型的实现,对坝体施工浇筑进行了流程再现,实现可视化的动态施工进度管理来指导施工。与传统进度管理方法相比,充分展现引入BIM技术的优势,体现了BIM技术的在水利施工设计中实际应用。