万州城区交通拥堵日益严重,相关部门提出将已有天仙湖拦沙坝坝顶加宽以缓解道路及原坝顶交通压力。由于天仙湖拦沙坝原设计为竺溪河环境治理的配套项目,未考虑坝顶加宽及坝顶通车功能,坝顶加宽方案不同对坝坡的应力变形及稳定性影响不同,同时坝顶通车虽对河床及左岸重力坝坝体影响较小,但可能造成面板堆石坝段灌浆加固后形成的心墙防渗体破坏、坝坡失稳等问题。为了能了解加宽后的面板堆石坝在通车情况下的应力变形情况,本文选取经过加宽改建后的库中面板堆石坝,采用有限元模拟分析方法,研究在车辆荷载作用下的面板堆石坝受力性状。本论文的主要研究工作及研究成果如下:(1)通过对拦砂坝坝顶通车车辆荷载模拟方法的研究,提出了车辆荷载静力取值方法,荷载取为均布静力荷载;车辆荷载动力模拟方法,荷载值取为正弦分布荷载;移动车辆荷载模拟方法,车辆荷载采用VDLOAD程序施加,路面荷载模拟真实车辆,荷载大小与车重、车速有关。(2)通过对拦砂坝采用非线性弹性模型进行了静力有限元分析计算,研究了不同加宽方案在坝顶通车车辆荷载作用下的坝体应力变形特性、坝体稳定性,并对其进行对比分析,选出了将下游进行加宽的最优方案。(3)通过对拦砂坝最优加宽方案的坝顶通车进行坝体最大横断面的有限元动力分析,研究了坝体在不同车辆动荷载,包括行车速度、不同水位工况等作用下的应力变形情况。得到了结构水平位移特点、竖直位移特点、坝体及灌浆区动主拉应力特点。结果表明灌浆区动主拉应力反应最大值出现在灌浆区顶部,不会产生拉裂缝,但在灌浆区底部出现应力集中区;坝体动主拉应力最大值出现在挡土墙中部,在挡土墙内部不会产生拉裂缝,并且距离灌浆区较远,对灌浆区的影响很小。(4)通过对拦砂坝最优加宽方案的坝顶通车进行坝体沿坝轴线纵断面的有限元动力分析,研究了坝体在单车辆荷载,包括行车速度、车重作用下的应力变形情况。结果表明本文选取的典型的行车速度及车重的作用下,灌浆区均不会产生拉裂缝,但在灌浆区底部形成应力集中。坝顶亦不会产生拉裂缝,不会影响灌浆区。