某水电站粘土心墙堆石坝填筑在厚度达120多米的深厚覆盖层地基上,因此很有必要研究覆盖层对坝体应力变形的影响。同时,施工期和蓄水后垫座及心墙、防渗墙的应力变形有可能影响到大坝的安全和正常运行。为此,本研究对某拦河坝进行非线性二维有限元应力变形计算分析,研究坝基覆盖层、坝体和粘土心墙及混凝土防渗墙在竣工期、蓄水期的应力和变形规律,研究混凝土防渗墙的材料性能要求,为坝体分区、防渗墙及粘土心墙结构设计和材料的选择提供依据和参考。　　在给定计算参数的前提下,通过有限元应力变形计算分析,得到以下主要成果:　　(1)在竣工期,坝体及覆盖层发生的最大沉降为105.70cm,占最大坝高(98m)　　的1.08％;初次蓄水至正常蓄水位后,坝体的最大沉降稍有增加,为111.50cm,占最大坝高的1.14%。堆石坝最大沉降发生的位置为心墙内距坝顶约2/3坝高处。　　(2)在竣工期,坝体及覆盖层向下游方向的水平位移最大值为25.62cm,正常蓄水位后,在水压力的作用下,坝体堆石向下游移动,水平位移最大值增大为38.68cm,占最大坝高的0.39%。　　(3)竣工期坝体心墙处应力拱效应明显,心墙区域内大主应力比坝壳堆石的应力明显降低,蓄水后这种拱效应减弱。在混凝土垫座处,以及混凝土防渗墙底部,坝体及覆盖层的应力分布出现了应力集中现象,同时处于混凝土垫座下面的局部土体单元,应力极小。　　(4)竣工期坝体及覆盖层的应力水平总体不大,低于0.65;但在上游围堰顶部及坡面的局部单元应力水平达到了0.85左右。蓄水后,上游堆石及上游围堰的小主应力急剧减小,从而导致上游坝壳及上游围堰的应力水平显著增加;心墙及下游堆石的应力水平明显减小。应该指出,上游坝壳及围堰内的这种较大应力水平并不会导致上游坝壳的失稳。　　(5)粘土心墙在竣工时,单元应力水平不高,最大值为0.82;蓄水后,受水荷载影响,心墙内小主应力明显增加,从而导致心墙内的应力水平比竣工期明显降低,蓄水后心墙内的应力水平最大值降为0.56。不论是竣工期,还是蓄水期,心墙内的应力水平均小于1.0,说明发生剪切破坏的可能性不大;同时心墙内没有出现拉应力,说明出现拉裂缝的几率很小。　　(6)粘土心墙在竖直向应变为压缩,最大应变为4.33%;在水平向应变上出现了膨胀,最大值为-2.86%。　　(7)混凝土垫座不论是在竣工期还是在蓄水期,大主应力均为压应力,最大值为10.85Mpa;小主应力在竣工期出现拉应力,最小值为-0.86Mpa。应该指出的是,在有限元计算中,是将垫座与混凝土防渗墙视为刚性连接的;施工中,垫座与防渗墙的柔性连接,可以改善垫座表面出现的拉应力。　　(8)混凝土防渗墙的大主应力为压应力,最大值为25.28MPa,位于防渗墙的底部;从计算结果来看,防渗墙内的小主应力没有出现拉应力。　　(9)库水提升情况下,与初次蓄水至正常蓄水位时相比,坝体的应力变形分布特征差异较小。基本上可以认为,由正常蓄水位到校核洪水位的库水升降对坝体应力变形的影响不大。