邓 刚，陈 辉，张茵琪，张延亿，张幸幸，侯伟亚

（中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038）

1 研究背景

土质心墙土石坝简称心墙坝，是水利水电工程常用坝型，世界已建最高土石坝（塔吉克斯坦Nurek坝，高300 m）和中国已建最高土石坝（糯扎渡，坝高261.5 m）均为心墙坝，我国在建的两河口、双江口及规划设计中的RM等300 m级特高坝也均为心墙坝。历史上心墙坝曾发生多次疑似水力劈裂的突然渗漏甚至溃决事故，而研究中一直未能再现非预设缺陷情况下水力劈裂所需应力条件，心墙坝水力劈裂机理是亟待解决的安全问题之一。

本文从历史上疑似发生水力劈裂的心墙坝案例共性出发，分析了水力劈裂发生需要的必要条件，从理论上探讨了蓄水过程中心墙、坝壳的变形增量来源及其与坝壳湿化变形瞬时发生或持续发生间的关系，提出水力劈裂可能与坝壳湿化变形时间过程存在密切联系。探讨了粗粒料湿化变形与时间存在联系的原因，结合既有试验、根据经验建议了湿化变形时间发展过程模型即湿化后长期变形模型，并对假想模型坝开展了数值模拟，再现了初蓄过程中水力劈裂破坏所需应力条件。针对可能与水力劈裂发生存在联系的各因素，提出了相应建议。

历史上的疑似水力劈裂案例包括世界上唯一的高心墙坝溃决案例即美国Teton坝［1-3］和临近溃决、紧急降低水位后得以残存的美国Fontenelle坝［4-5］，以及多个在一过性……