拱坝的变形是由水压、温度、混凝土自生体积变形、干湿变形、塑性变形、徐变、坝基岩石蠕变等诸多的内外因素所引起的。在以往的混凝土拱坝变形资料分析的安全监控模型中,时效因子通常采用指数形式、对数形式、双曲线形式和线性形式或是它们任意几种的组合形式来表示。工程应用经验表明,采用这几种形式,在一定程度上可以满足应用的要求,但这几种形式只是时间的单调函数,并未从时效变形产生的机理上对其作出反映,缺乏足够的理论依据。而采用灰色系统理论的方法模拟时效因子的变化可以很好的解决这个问题。本课题的研究正是基于此而展开的。本文在详尽分析拱坝变形的影响因子的基础上,采用灰色系统理论、统计回归理论以及三维有限元理论,首先利用灰色关联度的方法对水位和温度的所有可能因子进行预处理,之后采用灰色多项式模型有效的模拟了时效因子的变化过程,最终根据大坝及其基础的实际工作性态以及各监测项目的实测数据,通过MATLAB语言编制的相关程序和有限元计算软件ANSYS的计算,成功的建立了两种适合于拱坝变形分析和预报的数学模型——灰色回归模型和FSG模型。文中通过对李家峡拱坝垂线顺河向水平位移的模型计算,有效的分离出了影响拱坝变形的各个因子,定量分析了各因子在拱坝变形中所占的比重,并且采用FSG模型对部分测点的水平位移值进行了预测,得到了满意的结果,并且模型的预测精度较高。本文的研究结果表明,灰色关联度分析是对大坝原型观测资料进行前处理的有效手段;灰色多项式模型能够很好的模拟时效因子的变化过程,并有效的避开了时效成因的分析这一步骤。因此,灰色回归模型和FSG模型在大坝的原型观测资料分析方面具有较强的工程适用性和较好的应用前景。