考虑渗流—应力耦合的黏土心墙坝边坡稳定分析

黄 香，崔志瑞，郭莹莹，李 颖

(1.三峡金沙江云川水电开发有限公司，云南 昆明 650224；2.华北水利水电大学， 河南 郑州 450046)

1 概述

对于黏土心墙坝而言，渗流与稳定问题关系到大坝能否安全运行[1]。而边坡稳定分析是黏土心墙坝设计的基础，通过边坡稳定分析可反映出大坝设计方案的合理性，为大坝结构设计提供科学依据[2]。目前关于黏土心墙坝边坡稳定的研究成果较多，如文献[3-4]等均采用传统的边坡稳定计算方法，对一些黏土心墙坝的边坡稳定情况进行了计算分析。许多研究成果[5-6]表明，在天然状态下，渗流与土体孔隙空间相互关联，渗流场与应力场是一种耦合关系。对土石坝(包括黏土心墙坝)进行边坡稳定分析时，只考虑单独的渗流场或应力场进行计算，得到的结果会与实际情况存在差异，采用传统的边坡稳定计算方法，会存在一些不足。另一些文献[7-8]考虑了渗流—应力双场耦合的作用，并对黏土心墙坝的应力变形分布规律和工作性态进行了计算分析，但对双场耦合作用对边坡稳定的影响并没有进行更深入的研究。综合分析文献可知，目前考虑渗流—应力双场耦合的土石坝边坡稳定分析，较多研究偏重于尾矿坝或均质土坝[9-10]，而考虑双场耦合的黏土心墙坝边坡稳定的研究则比较少。

另外，从研究方法层面，目前大多数研究采用有限元强度折减法进行土石坝边坡稳定计算分析。通过此法进行边坡稳定计算时，边坡失稳判据大致有三种：判据一，数据计算是否收敛；……