刘中才

(西藏众兴工程设计咨询有限公司，西藏 山南 856100)

当前，已建和在建的水利工程数量数以万计，我国水库数量逐渐增加[1]。水库建成蓄水后水位逐渐上升，造成山体长期浸泡在水中，水位反复升降直接削弱了山岩土体的各类力学强度，非常容易造成滑坡、泥石流等地质灾害，这直接影响到水利枢纽工程的运行安全[2-4]。

因此，评估不同水位时涉水岸坡岩体的各项非线性特征显得尤为重要。极限平衡法包含瑞典圆弧法、费伦纽斯(Fellenius)法和简布(Janbu)法等[5-7]。而数值分析法包含了有限元法和离散元法等[8-9]。刚体极限平衡法由于仅能计算出稳定安全系数和滑弧，难以分析边坡内部的应力应变特征而受到一定的限制。而数值分析法，按相同比例折减岩体内摩擦角和黏聚力[10]，理论上存在缺陷。本文结合了数值有限元分析法，提出采用重度增加法计算分析某涉水岸坡的稳定性，旨在为该边坡工程的安全评估提供参考和借鉴。

1 研究方法

1.1 渗流计算原理

有限元法渗流计算基本机理：根据渗流作用力概念，将作用在滑动面上和划分土块表面的水压力转换为等价的体积力。把各节点水头值换算成各单元渗透力，不需要考虑各单元体接触面边界上的孔隙水压力和边坡外水压力。滑坡体中的地下水位随水库、河谷水位升降而变化，因而在滑坡体中就会形成饱和区和非饱和区。非饱和区土壤水与饱和区地下水运动密切相关，因此，由于水流运动导致边坡岩土体状态改变即为饱和与非饱和渗流问题，其渗透各向异性的饱和与非饱和渗流控制方程如式(1)、式(2)所示[11-13]：