截至2006年,中国已建成各类水库8.7万多座。绝大多数水库修建于二十世纪60至70年代,期间受社会因素和科技发展的制约,由于施工技术标准不完备,造成大多数土坝设计标准偏低和施工质量普遍较差,久而久之坝体现状老化严重,大大小小事故屡有发生,部分水库存在安全隐患。据统计,目前全国有各种病险水库约3.7万座,土石坝占95%以上。造成土石坝险情的主要因素有渗漏、稳定、裂缝等。目前对渗流及稳定等方面的计算,已日益趋于成熟,但对施工过程中由于土体不均匀变形引起的土石坝沉降问题的研究还应进行完善。选择适当的计算方法的和本构模型是影响计算成果准确与否的关键。为此本文介绍了几种计算分析方法和本构模型,因有限单元法计算相对准确、高效;邓肯-张E-B模型能够模拟土体绝大部分特性,计算结果精度满足要求,最终选定有限元法和邓肯张本构模型。本文运用ANSYS软件,利用其二次开发功能APDL语言进行编程,并添加邓肯-张E-B模型宏命令,利用“生死单元法”对土石坝分层填筑模拟施工,并编制了后处理程序对位移进行修正。具体过程如下:(1)建立了100m的均质坝模型模拟其施工过程,输出应力应变云图,分析其结果符合土石坝的一般规律,具有一定的准确性。(2)结合相关文献具体土石坝案例,模拟其分层加载过程,并对分层加载结果进行分析,得出结果应力分布符合土石坝的一般规律,可以用于工程实践中。为此本文将以涧里水库除险加固工程为例,建立了大坝施工过程的三维有限元仿真分析模型,对土石坝在施工期采用分级填筑的方法,利用邓肯-张E-B模型,进行仿真模拟,在计算时假定土石坝的筑坝材料在施工期的变形在分层填筑过程中已经完成,坝体填土、反滤料、坝基砂卵石按均质各向同性考虑,建立了涧里水库土石坝变形与荷载之间的对应关系,对土石坝会产生沉降、横向的位移进行分析,判断裂缝产生位置,弄清哪里是薄弱环节,并采取相应的处理措施。计算结果可为工程除险加固后的大坝安全监测与管理提供重要参考。