·248·价值工程AnalysisofInfluenceofUnsteadySeepageFieldonStabilityofClayCoreWallDamSlopeandCoreWall非稳定渗流场对黏土心墙坝坝坡及心墙稳定的影响分析袁浩瀚YUANHao-han曰焦延涛JIAOYan-tao（华北水利水电大学，郑州450045）（NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，Zhengzhou450045，China）摘要院应用三维非稳定饱和-非饱和渗流有限元法建立xx水库枢纽区的三维有限元模型，非稳定渗流场进行了计算分析，结果表明1d内库水位由校核洪水位骤降至汛限水位，ofAbstract:Thethree-dimensionalunsteadyresultsthexxreservoirpivotarea.Theunsteadyseepagesaturated-unsaturatedfieldofthedamunderwillnotshowthatthewaterlevelinthereservoirwithinonedayissuddenly关键词adversely院三维非稳定饱和affectthestability-非饱和渗流有限元法；ofthedamslopeand非稳定渗流场；thecorewall.Keywords:three-dimensionalunsteadysaturated-unsaturatedseepage中图分类号院TV641；TV223文献标识码院A0引言坝坡稳定是土石坝设计的一个重要组成部分。当库水位骤降时，坝体内浸润线高于坡外库水位，较高的孔隙水压力和渗透力会使上游坝坡具有下滑趋势，甚至酿成滑坡事故[1-4]。据资料，土石坝占各类大坝总数的82.9%，在各种土石坝垮坝事故中，因渗漏原因垮坝的高达29.1%，其中因为水位骤升骤降引起的非稳定渗流问题最为严重[5]。有鉴于此，本文以xx黏土心墙坝为研究对象，应用三维非稳定饱和-非饱和渗流有限元法对该黏土心墙坝在极端情况下（水位骤降速度4.42m/d）的非稳定渗流场进行了模拟分析，探讨水位骤降对该坝坝坡稳定的影响。1岸一级支流白金龙箐下游河谷地段，xx水库位于工程概况及基本资料xx省宜良县汤池镇曲者村附近摆夷河左水库主要功能和任务是解决汤池镇曲者、可保2个村委会的集镇、农村人饮，同时兼顾下游灌溉。水库工程规模为小（1）型，水库设计洪水位1882.89m，校核洪位1884.31m。大坝为粘土心墙坝，大坝1884.40m坝轴线设计全长坝坝顶设计宽度为，大坝坝顶设混凝土防浪墙，为164.8m，大坝坝顶高程设计为5m。坝顶下游侧设有路缘石，防浪墙高路缘石高1.2m，大出坝面0.2m，防浪墙和下游路缘石均采用C20混凝土。坝顶路面采用C30现浇混凝土路面，下设20cm厚碎石垫层。大坝典型剖面如图1所示。22.1三维有限元模型计算模型范围以大地坐标（507080.895，2765817.504）为模型坐标原点；取垂直于坝轴线方向为X轴，X轴正方向指向大坝下游；取平行于坝轴线方向为要要要Y轴，Y轴正方向指向大坝左作者简介要要要要要院要要袁浩瀚要要要要（要要1993-要要要要）要要，男，要安徽六安人，硕士研究生，主要从事水文水资源研究。对极端工况条件下（v=4.42m/d）坝体的不会对坝坡及心墙的稳定造成不利影响。extremeisusedtoestablishathree-dimensionalfiniteelementmodelreducedconditionstothelimit(v=4.42m/d)waterlevelisbycalculatedthecheckandfloodanalyzed.level,whichThe坝坡finiteelementmethod；unsteadyseepagefield；damslope文章编号院1006-4311（2019）34-0248-03岸；取竖直方向为Z轴，Z轴正方向向上。计算模型上游截取边界为坝轴线向上游延伸约179m（X=-179m），下游截取边界为坝轴线向下游延伸约172m（X=172m），左岸截至距离左坝端100m（Y=264.8m），右岸截至距离右坝端85m1884.4mY=-85m结点总数为。）按照上述范围建立大坝模型，，底边界截取至高程1760m，顶边界截至顶高程26183个，单元总数为24280离散后有限元网格个，三维有限元模型网格如图2所示。图2计算模型有限元网格2.2模型边界条件计算模型的边界：淤坝址区上游及下游水位淹没线以下部分为给定水头边界；于坝址区上游及下游水位淹没线以上与空气接触的部分为出渗边界；盂不透水边界为模型四周及模型底面边界。33.1计算参数和时间步长的选取计算参数选取进行土坝的非稳定渗流计算时，除了需考虑材料的渗seepage（ValueEngineering·249·图1大坝典型剖面图4计算成果分析采用前文所述的三维有限元模型，对xx水库在水位（cm/s）渗透系数给水度允许水力坡降材料名称降落速度为4.42m/d条件下的非稳定渗流场进行计算，计KxKy滋[J]算得到坝体典型剖面Y=94.8m在0h、12h和24h三个不同风化料坝壳9.00伊10-49.00伊10-40.100.1耀0.2-6-6粘土心墙1.00伊101.00伊100.0046.0时刻等势线图如图4所示。-5-5反滤层1.00伊101.00伊100.01衡量库水位降落影响的指标一般采用比值（k/（滋v）为-1-1排水带1.00伊101.00伊100.20渗透系数，滋为介质的给水度，v为库水位下降速度），此比排水棱体1.00伊10-11.00伊10-10.20值反映了介质孔隙中水体降落速度与库水位降落速度之混凝土盖板1.00伊10-71.00伊10-70.00-5-5帷幕灌浆体1.00伊101.00伊100.0115耀25间的关系，也可以用于判别库水位降落速度对坝坡稳定性-3-3角砾土2.00伊102.00伊100.20的影响，当k/（滋v）<1/10时，自由面下降极缓，属于骤降；强风化岩2.00伊10-32.00伊10-30.15当k/（滋v）>10时，孔隙水和库水位同步下降，随之泄尽，渗弱风化岩1.50伊10-41.50伊10-40.10流对稳定性没有影响；当1/10