拱坝是三面固结于基岩上的空间壳体结构,坝体一般比较单薄,对外界气温和水温的变化比较敏感,其几何形状和边界条件都很复杂,应力状态也比较复杂。因此,难以用严格的理论计算求解拱坝应力,特别是对坝身开设有大尺寸孔口的情况。拱坝应力分析的理论计算方法主要有纯拱法、拱梁分载法、有限元法。由于有限元法能够模拟坝体的施工过程,考虑坝体、坝基结构的复杂性以及坝体与坝基的相互作用,因而在我国拱坝应力分析中得到越来越广泛的应用。本文以ANSYS10.0为平台,对坝顶开设有大尺寸孔口的石门拱坝进行了三维有限元仿真分析。主要工作为:在查阅国内外大量资料的基础上,对拱坝的发展概况、结构特点和工作特点、应力分析方法及有限元分析方法的现状进行了总结;阐述了有限元法的基本原理和计算理论;推导了有限元法的基本公式;建立了石门拱坝的三维有限元模型,进行了多工况的计算分析,并用拱梁分载法对基本荷载组合下的计算结果进行了验证。比较有限元法与拱梁分载法的计算结果得出:两种方法计算结果,应力数值和分布规律都比较一致;有限元法计算坝体应力和变形时,考虑了坝顶孔口的影响,拱梁分载法不能考虑坝顶开设孔口,因而计算结果有一定的差异;有限元法计算结果比拱梁分载法大。