土石坝渗流计算中的有限元应用研究

华 静，杨华舒

（1.红河学院工学院，云南 蒙自 610000；2.昆明理工大学电力工程学院，云南 昆明 650051）

目前求解渗流场的方法有数值计算方法、模型试验方法和水力学方法。根据水力学和渗流力学理论，通过对工程水文地质剖面的概化，在一些特定条件下可以采用水力学方法对渗流场进行理论求解。由于水力学方法对地层情况的适应性差，过多的地层概化又往往影响计算精度，因此其应用受到很多限制。

渗流场的模型试验方法主要有砂槽模型方法和电模拟方法两种类型。电模拟方法又称导电解质方法（导电液或导电纸等）和电阻网络法。根据目前发展情况，以电阻网络模拟方法较为常用。

渗流场的数值计算方法主要有两种，即有限单元法和有限差分法，以有限单元法最为常用[1,2]。随着计算机和计算技术的快速发展，渗流计算的数值方法和程序日趋完善，功能强大，尤其是有限单元法，基本上可以满足土石坝工程的渗流计算要求，并得到一定的普及。但将有限单元法应用于实际工程渗流计算中还存在一些问题有待研究解决。本文对这些问题进行分析，并探讨解决问题的方法。

1 土石坝渗流及其有限元计算方法

1.1 土石坝的渗流特点

坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒结构，颗粒间存在大量的孔隙，具有一定的透水性。水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会顺着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成土石坝渗漏。……