基于PCSiWaPro软件的土坝和堤坝的稳定性模拟

毛玉芳，唐斌斌，赵 俊，杭天飞，王 盼

(1.宜兴市新庄街道水利站，江苏 宜兴 214200； 2.扬州市勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225000)

大坝和堤防为防洪的防护结构，堤坝边坡稳定性问题是岩土工程和水利工程中最常遇到的问题之一。影响边坡稳定性的因素很多，其中植被是决定性因素之一。植被对边坡稳定性的显著影响主要有两个方面，通过土壤-植物-大气连续体(SPAC)的水分运动和根系对土壤进行加固。植被是SPAC的主要组成部分，负责水的吸力对抗重力。植物通过吸收部分土壤水分，在斜坡的干燥过程中起着重要的作用。这些被吸收的土壤水分随后将通过蒸腾作用被排到大气中。最终，这种水循环系统将导致更干燥和更稳定的斜坡。近年来，国内外学者对该领域进行了大量的研究，并发展出较为实用的分析边坡稳定性的数值方法。典型的方法有无限斜率方程法、普通切片法、毕肖普简化法、Janbu简化法、Spencer法[1-3]。而无限大边坡方程中含水量与边坡稳定性关系密切，能较好与非饱和坝体水流模拟相结合。PCSiWaPro®软件能基于二维空间上用有限元方法求解理查兹方程，模拟瞬态边界条件下的水饱和度分布，确定上述的影响因素对贯流式和地质不稳定部分饱和地区的土坝的渗流线为边界完全饱和与坝体部分饱和区。

本文利用PCSiWaPro®软件，建立一个包含几何形状、土壤特性、气候参数、土工水力和时变边界条件等信息的大坝二维模型，计算坝体中的水饱和度及大坝空气侧的流量；……