由于我国对能源的需求越来越大,因此我国在水能资源较为丰富的西南地区修建了大批水电站。西南地区地震频发且烈度较高,混凝土重力坝一旦遭遇震害就可能引发严重的次生灾害,因此为了确保混凝土重力坝的抗震安全性,开展大坝混凝土损伤特性研究具有重要意义。本文以某混凝土重力坝作为研究对象,对坝体在地震作用下的动力响应及混凝土的疲劳损伤特性进行了大量的数值模拟。揭示了坝体混凝土在地震作用下的损伤分布规律,本文主要做了以下几个方面的研究工作:(1)以某水电站混凝土重力坝非溢流坝段为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立有限元模型,对该非溢流坝段进行三维静力分析,分析该非溢流坝段在正常蓄水位工况下坝体位移及应力应变情况。(2)对非溢流坝段进行模态分析,求解该坝段在空库和满库时的固有频率,分析其自振特性,获取坝段各阶自振周期及振型。(3)应用时程动力法对非溢流坝段进行线弹性动力分析,分析非溢流坝段在不同工况下的地震响应规律;找出非溢流坝段抗震薄弱区,提出有效的抗震加固措施。(4)应用混凝土塑性损伤模型计算koyna重力坝及该混凝土重力坝非溢流坝段在不同地震峰值加速度下坝体疲劳损伤的出现位置、出现范围与裂缝发展趋势,并加以分析,得出该重力坝疲劳损伤分布规律。(5)提出基于变形模量的混凝土重力坝混凝土低周疲劳损伤的计算模型,根据该模型计算出重力坝非溢流坝段在不同地震峰值加速度下产生的低周疲劳损伤累积破坏区域。通过与混凝土塑性损伤模型计算结果及线弹性动力分析结果进行对比,验证该模型的正确性。本文研究成果对混凝土重力坝疲劳损伤验算及抗震优化设计具有一定的参考价值。但因地震作用下混凝土重力坝的动力响应分析非常复杂的,在进行数值模拟时某些影响因素考虑不全,因此对地震作用下混凝土重力坝的动力响应及疲劳损伤特性分析还需进一步深入研究。