尹晓楠，张国新

（中国水利水电科学研究院 结构材料研究所，北京 100038）

1 研究背景

重力坝安全的核心是抗滑稳定，包括沿建基面的抗滑稳定和深层抗滑稳定。据不完全统计，我国已建、在建重力坝中，有30%存在深层抗滑稳定问题，需要核算深层抗滑稳定[1-2]。深层抗滑稳定的计算一般采用刚体极限平衡法[3]，有时采用有限元等数值方法。刚体极限平衡法概念清晰、简单、实用，但只适用于双滑面且滑面折点位于坝址下游的情形。为此陈祖煜[3]提出将边坡稳定分析的SARMA法应用于重力坝深层抗滑稳定，但是SARMA法与常规的刚体极限平衡法相同，都要假定块体之间的传力角，计算出的安全系数受传力角的影响较大，同时全滑面达到极限状态相当于假定沿滑裂面的屈服满足理想弹塑性准则，这与岩石类材料的破坏模式不符，且SARMA法不能给出沿程点安全系数的分布，因此在应用上设置了一个较大的安全系数。

数值方法以有限元为主[4]，分为线弹性和非线性。线弹性有限元计算时需要应力插值、积分，可能会带来较大误差。为了克服这个不足，张国新在文献[5]中提出了直接反力法，该方法可以较高精度的求出滑裂面力的分布，避免了应力插值、积分等带来的误差。但线弹性方法都存在一个问题，即只能求给定滑动面的安全系数，最小安全系数滑裂面需要进行大量试算求出。非线性有限元分析可分为超载法和强度折减法，非线性方法可以模拟渐进破坏过程，自动搜索滑动面，但存在计算结果受网格剖分影响较大，在滑动面形成时会出现大面积屈服，安全系数难以准确确定等不足。……