近些年来整体式船闸水工结构发展迅速,由于整体式船闸对不均匀沉降适应性强、耐久性好且消除了止水维护难题,故具有广泛的应用前景,而现阶段整体式高水头船闸结构的研究报到见之不多,尤其是墙后高填方及闸基弹性模量对结构的影响涉及甚少,因此开展整体式船闸结构的内力研究是十分必要的。本文旨在用数值模拟手段提供丰富的信息量,详细地给出船闸内部的内力,为研究整体式高水头船闸和工程设计提供科学依据。目前船闸内力分析中,主要基于平面的假设,并不能准确解决空间性结构问题。随着三维有限元技术的不断完善,其在复杂的结构工程中得到广泛的应用。本文论述了船闸结构的研究现状和有限元基本理论,包括:三维实体有限元理论、非线性有限元理论。本文以西南地区某船闸为实体模型,基于ANSYS10.0通用有限元计算软件,借助APDL语言实现了非线性接触,对其进行三维数值模拟分析。通过采用六种荷载工况、不同墙后回填高程、不同闸基弹性模量的计算,结果表明:1)当闸室内高水位时,闸墙底部内侧处于高拉状态,底板上部处于受拉状态;当闸室内低水位时,闸墙底部内侧处于高压状态,底板底部处于受拉状态;2)高水头整体式船闸结构的墙后回填对结构内力的影响是非常敏感的。改变墙后回填土高程,对闸室竖直向位移、应力影响不明显;对横河向位移及应力影响比较显著,与回填高程380m相比,当回填高程395m时,位移增加了300.4%,应力增加了285.7%;对闸基基底应力影响也较显著,量值随着回填高程的增加而增大,且应力不均匀分布程度增强,当回填高程380m时,不均匀系数为1.27,当回填高程395m时,不均匀系数为4.33。3)闸基的弹性模量也是影响结构内力的敏感因素。改变闸基的弹性模量对铅直方向的位移影响较显著,且成负相关关系,即弹性模量值越小铅直方向的位移越大,反之则反。对于闸墙,与Ek =3.0e9 MPa相比,当Ek =2.4e9 MPa时,铅直向位移增大了21.8%;当Ek =3.6e9 MPa时,位移减少了14.6%。闸基的弹性模量对闸室底板的应力影响很大,与Ek =3.0e9 MPa相比,当Ek =2.4e9 MPa时,底板底部拉应力增加了26.7%,当Ek =3.6e9 MPa时,拉应力减少了17.3%,弹性模量越小闸室底板横河向应力增加越大,即地基越软应力变化越大。闸基弹性模量的改变,对基底应力及不均匀分布现象的影响较小。