李 参，张兆军，任泽俭

（1.水发集团有限公司，山东 济南 250109；2.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109）

大坝的安全稳定涉及到下游人民的正常生活和生产，在大多数的大坝失事中，坝体的渗透和滑动是导致其发生破坏的关键原因[1-3]。为了使地基条件满足大坝安全稳定的运行的要求，通常需要对坝基进行一定程度得处理，同时为了尽可能的节省成本，需要采取合理的坝基形式。同时，由于在大坝安全评价过程中，因为勘测地基时，钻孔有限，无法探明岩基的特征参数，降低了数据的准确性，不利于大坝安全评价。因此，为了使大坝安全评价更精确，可以通过设置不同的地基参数（选定软岩/硬岩等）[4，5]，选择典型工况进行渗流稳定分析，通过ANSYS 软件对渗流计算和稳定计算结果进行综合分析[6，7]，指出不同地基形式对坝体安全的影响，为工程设计和施工提供理论依据。

1 计算原理

1.1 渗透量计算

依据水力学知识，当水流达到稳定渗流状态时，应当满足达西定律的规定条件，且此时的流态称作二维渗流场，水头势函数应当满足下列微分方程

式中：Φ=Φ（x，y）是需要计算的水头势函数；x，y 表示的是坐标位置，kx，ky代表相应坐标轴上的渗透系数。

水头Φ 拥有特定的边界条件，下述几种边界条件较为常见：

1）上游处水头大小明确

2）逸出部位水头等同于其位置高程

3）某边界的渗流量q 明确

式中：lx，ly代表边界表面外法线在 x，y 方向的余弦。

采用ANSYS 将渗流场离散，假定渗流场内的Φ 为多项式，结合方程（1）和其它边界条件，推导出方程组（5），并且该方程组为线性。……