孙展杰 孙 倩

1 概述

土石坝是世界上最古老、应用最广的一种坝型，具有就地取材、结构简单、施工方便等优点。但是由于土石料性质极其复杂，使土石坝在计算中的应力、位移和实际中的应力、位移相符合尚有一定的难度。随着计算机技术的发展和广泛应用，各种数值分析方法开始应用到岩土工程中来，其中有限单元法因为其对边界条件的适应性以及能很好的模拟各种土的本构关系，使其在岩土工程计算中得到广泛的应用。

FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua，连续介质快速拉格朗日分析)是由Cundall和美国ITASCA公司开发出的有限差分数值计算程序，主要适用于地质和岩土工程的力学分析。该程序自 1986年问世后，经不断改版，已经日趋完善。前国际岩石力学学会主席C.Fairhurst评价它:“现在它是国际上广泛应用的可靠程序”[1]。

FLAC程序中提供了由空模型、弹性模型和塑性模型组成的10种基本的本构关系模型，所有模型都能通过相同的迭代数值计算格式得到解决:给定前一步的应力条件和当前步的整体应变增量，能够计算出对应的应变增量和新的应力条件。注意:所有的模型都是在有效应力的基础上进行计算的，在本构关系调入程序之前，将孔隙压力的整体应力转化成有效应力。

2 工程概况

某拦河坝式渠首工程，采用双坝式结构，由上坝和下坝组成，由此形成了内库和外库，上坝是复合土工膜防渗心墙堆石坝，下坝是面板堆石坝。上坝总长1 100m，坝顶高程为781.50m，坝顶宽度为5.0m，最大坝高为14.94m。上坝桩号 0+000～0+800段坝高由14.94m逐渐变为7.10m，桩号0+800～1+100段坝高由7.10m逐渐变为5.94m。……