在可持续发展和西部大开发战略决策的指导下,在我国西南地区一批高混凝土坝正在或者即将建设。鉴于西南多为高烈度地震区,大坝的抗震安全评价尤为重要,而大坝地震响应的数值模拟结果可为抗震安全评价提供合理的技术依据。本文面向工程应用对混凝土重力坝在数值模拟过程中所采用的模型、求解方法等进行了深入的研究,并进行相应的工程实例分析。具体内容主要包括以下三个方面：(1)材料力学法静动力分析一直是我国重力坝规范规定的重力坝抗震安全评价的基本依据。但为简化传统经典的重力坝材料力学法模型在动力分析中的复杂度,近年来,随着有限元分析技术日益推广,许多重力坝有限元梁杆体系新模型在工程界日渐应用,部分替代着传统材料力学法模型的作用,在考虑多向地震耦合作用,多向耦合运动方面体现了一定的优势。本文从材料力学法的基本定义出发,从模态,抗侧力刚度,坝顶位移,内力结果等方面建立适用度指标,对这些有限元新模型进行细致对比,建议了一种最优的有限元梁杆模型,与传统材料力学法结果相吻合,可供工程借鉴。(2)振型分解反应谱法求解重力坝地震响应时,通常按平方和开方的方法进行组合确定设计地震作用。重力坝一般承受着轴力和弯矩作用,按平方和开方方法求得的轴力和弯矩代表地震作用下最有可能发生的轴力和弯矩的最大值。但是轴力和弯矩的最大值不可能在同—瞬时发生,据此进行抗震设计将偏于保守。A.K.GUPTA提出的包络图法,很好地解决了上述问题。本文将此法推广应用到重力坝动力响应求解中,在前面所建议的有限元梁杆体系模型上进行谱响应分析,获得了更为合理的响应结果。(3)有限元法对软弱夹层等构造面、结构—地基相互作用中坝体和基础的接触面以及碾压混凝土坝的层面力学特性等进行数值模拟时,都会用到一种特殊的接触面单元,而目前在工程分析中通用的大型有限元分析软件ANSYS中,并没有专门描述接触面的单元,但是ANSYS软件提供了强大的二次开发工具,用户可以根据需要定制、研发自已的单元,从而可以使用户单元依托标准版本ANSYS强大的前后处理和求解能力,为分析计算提供便利。本文详细介绍了ANSYS二次开发环境、二次开发步骤,然后进行接触面单元程序的编制,实现了接触面单元的ANSYS二次开发,最后将开发的单元应用到工程实例分析中,对大坝与基础的接触面以及碾压混凝土坝的层面进行数值模拟,获得了较好的结果,验证了单元的正确性和有效性。