河海大學土木工程學院力學系　
   我國幅員遼闊，江海湖泊繁多，水利資源豐富，同時也是爆發(fā)洪澇災(zāi)害的根源。 如何充分利用水利資源、抗洪減災(zāi)、造福人類是水利工作者首要的任務(wù)。近年來在黨中央和各地政府的關(guān)心和支持下， 各地紛紛都在興修水利，如水電站、攔洪大壩，其中三峽工程的建設(shè)是一個最典型的例子。一座大壩的建成，不是一兩個月就能完成， 而是好幾個月乃至一兩年的浩大工程，因此經(jīng)濟效益和安全可靠是兩個十分重要的問題。如何保證大壩的安全可靠，一方面， 工程質(zhì)量是一個重要因素，另一方面，大壩本身結(jié)構(gòu)強度的可靠性是關(guān)鍵。如何保證結(jié)構(gòu)物的強度，一是需要有一個合理的結(jié)構(gòu)形狀， 另外要合理地安排施工期。對于這樣龐大的建筑物，采用試驗?zāi)M是不現(xiàn)實的，而采用常規(guī)的分析辦法也不能得到滿意的結(jié)果。現(xiàn)在普遍采用的方法是數(shù)值模擬技術(shù)即計算機仿真，其中以有限元分析為最普遍。

    我們對龍首電站大壩整個施工過程的溫度場與溫度應(yīng)力的仿真分析，包括擋水、泄水、引水系統(tǒng)和水電站廠房等建筑物。攔河大壩由碾壓砼雙曲拱壩為主體及左岸重力壩和右岸推力墩組成，壩身中有泄水中孔及表孔、左岸沖沙孔和電站引水系統(tǒng)等，形體和結(jié)構(gòu)部極為復雜，壩址區(qū)河谷呈V型，邊坡陡峻，兩岸山體高出河面300m以上。壩區(qū)地質(zhì)條件良好。該地區(qū)屬大陸性氣候，夏季酷熱、雨量稀少、蒸發(fā)強盛， 冬季嚴寒、冰期長達四個月，年平均氣溫為8.5℃，多年最高氣溫為37.2℃、最低氣溫為-33.0℃，日溫差較大。 由于大壩高度不是太大，但壩區(qū)氣溫變幅較大，故溫度荷載將是大壩最主要的荷載， 因而對大壩的溫度和溫度應(yīng)力的分析計算應(yīng)予重視，對大壩施工期的溫度、溫度應(yīng)力、總體應(yīng)力進行了仿真計算分析。
    計算模型如圖所示，共計11,408個單元，節(jié)點數(shù)為14,550。采用ANSYS的熱分析和結(jié)構(gòu)分析模塊， 先由熱分析計算出整個施工期的溫度場分布，然后將各個時刻的溫度場作為結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力分析的溫度條件計算出整個施工期的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布。 采用ANSYS軟件的單元“死活”功能來模擬大壩的混凝土澆注過程，即把整個模型建好并進行全部網(wǎng)格剖分，在計算過程中， 可以按要求逐步激活模型中的某些單元，以達到仿真整個結(jié)構(gòu)分層、分塊施工過程的效果。在對大壩施工期溫度和溫度應(yīng)力仿真計算中， 我們進行了3年多（1160天）逐日變化的溫度場和應(yīng)力場仿真計算。