挡土墙是用于阻止土壤变形、坍塌的一种建筑物,在岩土工程中被广泛应用。水工挡土墙是在有水工况下的一种特殊形态的挡土墙结构,在设计原理上与普通挡土墙一致。这类水工挡土墙具有多种作用,不但能够挡土,同时还可以连接岸边、引导水流、侧向防渗等。随着水利工程的不断发展,工程中所需水工挡土墙的高度逐渐增大,普通的挡土墙结构型式已无法满足超高挡土墙稳定性的需求,空箱扶壁式组合结构应运而生。但由于空箱扶壁式组合结构较为复杂,对其受力性能与墙后土压力进行理论计算十分困难,也没有详细设计规范可供依据,实际工程应用中,对此结构型式的设计多基于设计人员的经验,由此导致设计多相对保守,材料浪费,从而提高了工程造价。本文基于实际工程,以一高度约为17m的超高空箱扶壁式水工挡土墙为研究对象,对该水工挡土墙在静力作用下三种不同工况的受力性能进行研究与分析,并对结构进行7度地震烈度设防下的动力响应分析,根据静、动力分析结果对该水工挡土墙进行优化,以降低此大型水工建筑物的工程造价。主要研究方面如下:(1)对国内外水工挡土墙结构型式变化历程、受力性能研究与发展现状、结构优化设计研究现状进行归纳总结。(2)研究墙-土接触状态非线性特性、土体与混凝土的非线性材料特性、阻尼与地震波选取等原理与方法。(3)以某泵站进水侧超高空箱扶壁式水工挡土墙为研究对象,考虑超高挡土所导致的地基变形对于结构受力性能的影响,对结构在三种不同水位工况下的受力性能进行研究与分析。(4)以静力分析为基础,采用时程分析法对该超高空箱扶壁式水工挡土墙进行7度地震烈度设防下的动力响应分析,研究地震动荷载下结构的受力性能。(5)基于静、动力数值模拟结果,应用Ansys Workbench对该超高空箱扶壁式水工挡土墙进行尺寸优化,在保证结构强度与稳定性的前提下,降低工程造价,提高工程经济效益。