摘要: 采用理正分析软件进行非恒定渗流分析计算和边坡稳定分析，研究了不同库水位降落速度、坝体渗透系数和给水度条件下均质土坝非稳定渗流场的变化规律，分析了上游坝坡的稳定性随着库水位下降及坝体渗流影响因素的变化规律。结果表明: 当渗透系数大于0. 043 2 m/d时，上游坝坡的滑动安全系数随着库水的下降而趋于稳定，但当渗透系数小于该值时，滑动安全系数随着库水位的下降而持续下降，说明当坝体的渗透系数特别小时，水位骤降对坝体滑动安全系数影响较大，并不存在最不利水位。

关键词: 土石坝; 水位骤降; 非稳定渗流; 坝坡稳定性

中图分类号: TV641. 2　 文献标识码: A　 do :i 10. 3969 / .j issn. 1000-1379. 2011. 04. 061

坝坡稳定是土石坝设计的重要内容，库水位骤降对土石坝上游及其岸坡稳定会产生较大影响[1]。1970 年，江西七一水库在引水隧洞施工期因采用岩塞爆破而无法控制库水位的降落速度(v = 1. 15 m/d)，左、右坝段上游面相继发生滑坡。1979年，湖北省狮子岩土石坝，因发现漏水而决定放空水库，随后上游坝坡受库水位骤降影响(v= 1. 6 m/d) 产生滑坡[2]。当库水位骤降时，坝体表面的水压荷载已卸掉，由于土具有一定的持水性，坝体内浸润线高于外坡的水位，因此具有较高的孔隙水压，同时受指向库内的渗透力作用，从而加速了坝坡的滑动。因此，库水位应保持怎样的降落速度，才能保证坝体的稳定安全是一个十分重要的问题。

笔者以均质土坝为研究对象，www.tmgc8.com研究库水位从正常蓄水位分别以4、2、1 m/d和0. 1 m/d的速度下降到死水位，不同给水度和渗透系数条件下，均质土坝非稳定渗流场的变化规律，并应用简化毕肖普法[3]计算稳定安全系数，分析不同方案下上游坝坡的稳定性。

1 非稳定渗流稳定计算方法

库水位的下降引起坝体内浸润线的不断变化，孔隙水压也不断变化。《碾压式土石坝设计规范》[3] 中关于库水位下降时水库岸坡内自由水面的曲线方程，对于坝体并不能直接应用。为了与坝坡稳定分析衔接，笔者采用有限元法进行渗流场分析。考虑土和水的压缩性，认为坝体内渗流符合达西定律，渗流控制方程为[4]

式中: h 为水势; x、z 为空间坐标; t为时间坐标;kx、kz 为以x、z轴为主轴方向的渗透系数; Ss为单位贮水系数，对于有自由面渗流问题S s 近似为给水度μ，μ = 1. 137n (0. 000 117 5) ^{0. 607(6+ lgk)，}n为孔隙率[4]。

土坝非稳定渗流的初始条件为

h | _{t= 0} = h0 (x，z，0) (2)

边界条件为

h |Γ1= h1 (x，z，t) (3)

式中

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