近年来我国水利水电工程经历了高速发展,与此同时,对老旧水电站的修缮维护和改扩建工作也提上日程,改扩建工程具有施工环境复杂,施工场地小等问题,水文地质更加复杂,给围堰的设计和施工带来了难题。直腹式钢板桩格型围堰是一种施工速度快、施工场地小、适用于复杂水文地质的围堰形式。但在我国工程应用实践中,直腹式钢板桩格型围堰的应用和研究较少,设计计算方法尚不成熟。针对直腹式钢板桩格型围堰研究中存在的问题,本文结合塔贝拉水电站四期扩建工程下游直腹式钢板桩格型围堰设计方案,从以下几方面进行研究:(1)三维模型建立及网格划分方法研究,比较不同有限元软件网格划分难度和网格划分质量,选择合适的建模及网格划分软件。(2)直腹式钢板桩格型围堰结构分析数值模拟研究,建立直腹式钢板桩格型围堰三维有限元计算模型,模型中考虑土的非线性特性、钢板桩和土体之间的滑移与张裂特性,地应力平衡等。(3)归纳直腹式钢板桩格型围堰圆形格体和鼓形格体两种围堰布置形式的尺寸与钢板桩数量关系,建立两种不同布置形式的三维有限元计算模型。(4)针对两种不同布置形式的结构特性,选择研究特征值竖向分布的关键节点。比较不同水深下圆形格体和鼓形格体两种布置形式桩格内关键节点的竖向土压力分布,研究两种围堰布置形式的土压力分布情况,并提出关于土压力计算的简化方法建议。(5)比较不同水深下圆形格体和鼓形格体桩格所受的环向应力,特别是环向拉力,研究两种围堰布置形式的环向拉力极值及其出现位置,以及环向应力关键节点处的竖向分布和关键截面的环向分布特性。(6)针对巴基斯坦塔贝拉水电站四期扩建工程下游直腹式钢板桩格型围堰不同工况进行竖向土压力分布分析、环向应力分布分析。对高水头下的直腹式钢板桩格型围堰应用提出一些建议。