河海大学土木工程学院力学系　
   我国幅员辽阔，江海湖泊繁多，水利资源丰富，同时也是爆发洪涝灾害的根源。 如何充分利用水利资源、抗洪减灾、造福人类是水利工作者首要的任务。近年来在党中央和各地政府的关心和支持下， 各地纷纷都在兴修水利，如水电站、拦洪大坝，其中三峡工程的建设是一个最典型的例子。一座大坝的建成，不是一两个月就能完成， 而是好几个月乃至一两年的浩大工程，因此经济效益和安全可靠是两个十分重要的问题。如何保证大坝的安全可靠，一方面， 工程质量是一个重要因素，另一方面，大坝本身结构强度的可靠性是关键。如何保证结构物的强度，一是需要有一个合理的结构形状， 另外要合理地安排施工期。对于这样庞大的建筑物，采用试验模拟是不现实的，而采用常规的分析办法也不能得到满意的结果。现在普遍采用的方法是数值模拟技术即计算机仿真，其中以有限元分析为最普遍。

    我们对龙首电站大坝整个施工过程的温度场与温度应力的仿真分析，包括挡水、泄水、引水系统和水电站厂房等建筑物。拦河大坝由碾压砼双曲拱坝为主体及左岸重力坝和右岸推力墩组成，坝身中有泄水中孔及表孔、左岸冲沙孔和电站引水系统等，形体和结构部极为复杂，坝址区河谷呈V型，边坡陡峻，两岸山体高出河面300m以上。坝区地质条件良好。该地区属大陆性气候，夏季酷热、雨量稀少、蒸发强盛， 冬季严寒、冰期长达四个月，年平均气温为8.5℃，多年最高气温为37.2℃、最低气温为-33.0℃，日温差较大。 由于大坝高度不是太大，但坝区气温变幅较大，故温度荷载将是大坝最主要的荷载， 因而对大坝的温度和温度应力的分析计算应予重视，对大坝施工期的温度、温度应力、总体应力进行了仿真计算分析。
    计算模型如图所示，共计11,408个单元，节点数为14,550。采用ANSYS的热分析和结构分析模块， 先由热分析计算出整个施工期的温度场分布，然后将各个时刻的温度场作为结构热应力分析的温度条件计算出整个施工期的结构应力分布。 采用ANSYS软件的单元“死活”功能来模拟大坝的混凝土浇注过程，即把整个模型建好并进行全部网格剖分，在计算过程中， 可以按要求逐步激活模型中的某些单元，以达到仿真整个结构分层、分块施工过程的效果。在对大坝施工期温度和温度应力仿真计算中， 我们进行了3年多（1160天）逐日变化的温度场和应力场仿真计算。