重力坝是一种非常重要的水工建筑物。在水压力及其他荷载作用下,重力坝主要依靠由坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求,依靠坝体自重产生的压应力来抵消由水压力引起的坝踵拉应力。对重力坝进行应力分析的目的是为了检验大坝在施工期和运行期各部分是否满足强度要求,尤其是坝踵处的拉应力是否满足混凝土的抗拉强度要求,同时也是为研究、解决设计和施工中的某些问题,如坝体混凝土分区和某些部位的配筋等提供依据。当混凝土重力坝由同一种混凝土材料组成时,在水压力作用下,坝体各部分的应力分布很不均匀,坝踵附近容易出现较大的拉应力,坝趾附近容易出现较大的压应力。相应的最大拉应力和最大压应力是大坝设计的重要依据。如何控制坝踵最大拉应力与坝趾最大压应力一直是重力坝设计中的关键问题。以往在设计和施工混凝土重力坝时,实际上也对混凝土进行了分区,在不同区采用不同标号的混凝土,但没有就减小坝踵附近的拉应力和坝趾附近的压应力进行优化研究。本文把功能梯度材料的思想引入重力坝中,在坝体不同区域应用不同弹性模量的混凝土材料,使其具有功能梯度的特性,进而可以改善重力坝坝体应力分布情况,从而达到减小坝踵附近拉应力和坝趾附近压应力的目的。通过ANSYS有限元软件对多种分区方案的重力坝进行应力分析,比较各种分区情形下坝体关键点的应力大小,找出最合理的分区方案。通过比较分析可知,在坝踵附近区域采用弹性模量较小的混凝土材料,可以使坝踵的拉应力大大减小,这样改善了坝体应力分布情况,提高了结构的承载力,对坝体的安全有利,进而可以减少工程量,降低工程成本,达到经济适用的效果。