渗流场和应力场耦合应力变形数值分析

郝春华，龚 霞

(1.重庆市交通规划勘察设计院，重庆 401121 ；2.林同棪国际工程咨询(中国)有限公司，重庆 401121)

1 前 言

众所周知，在土石坝的施工过程中，不论土石坝如何被压实，在施工期间及初期蓄水时，总是要发生沉降变形的，因此控制好坝体的沉降是至关重要的，尤其是在施工和蓄水同时进行的情况下坝体的沉降变化对坝体的安全具有很大影响。目前渗流场和应力场耦合分析越来越受到关注，两者是不可分割的，将两者联系起来分析，能更好地反映出在坝体填筑过程中应力、应变的动态演化。

渗流场和应力场的耦合分析在裂隙岩体中早已成为热点问题，目前,己有较多的研究成果。对于土体而言,最有代表性的是基于Biot固结理论的渗流与应力的耦合模型。但该模型无论是以各向同性土体作为分析对象,还是以各向异性饱和软土作为分析对象,分析原理都是注重研究外荷载下孔隙水压力与有效应力(或总应力)及相应的变形之间的关系。这种分析方法其实与渗透力作用无关,所探讨的渗流场实质是孔隙水压力分布场,并不是渗流作用下所形成的渗透力场。也有学者采用耦合分析理论探讨渗流作用下渗流场与应力场的相互影响,但研究成果或是针对连续介质(岩体)的渗流行为建立数学模型 ,或是针对均质土坝建立耦合模型 ,较少分析非均质土坝的渗流场与应力场相互作用对土坝整体稳定性和局部稳定性的影响[1]。

本文结合覆盖层上的非均质心墙坝 ,采用耦合分析方法探讨在渗流场与应力场的作用下，大坝应力、应变的变化。……