康佳辉 ，刘晓辉，张永彬，向柏宇

（1.西华大学流体及动力机械教育部重点试验室，四川 成都 610039；2.四川航天建筑工程有限公司，四川 成都 610100；3.力软科技（大连）股份有限公司，辽宁 大连 116600；4.中国水电工程顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072）

随着我国高新技术产业的飞速发展，社会对电能的消耗与日俱增。特别是我国西南地区，水力资源丰富，是我国水电开发的重要基地[1]。近年来，我国在建及已建的大型水电工程有白鹤滩、锦屏一级、溪洛渡、二滩等。这些水电工程多分布在地质条件复杂的深山峡谷之中，坝顶两侧还有高陡的自然边坡。在长期地质构造运动的影响下，两岸边坡内部断层发育，高边坡稳定性问题十分突出。此外，这类边坡的平均坡度大多超过40°，边坡受断层等软弱结构面切割严重，边坡稳定性难以控制，边坡失稳必然对水电建筑物造成巨大破坏。表1 统计了部分我国在建及已建高陡边坡的开挖高度。由表1 中数据可知，边坡开挖高度最大已超过500 m，超高边坡及特高边坡不断出现，成为工程建设成败的关键，影响着水电站的安全运行和效益，对高边坡稳定性问题及潜在失稳模式进行模拟、研究、预警显得十分必要。

表1 高陡边坡最大开挖高度示例

数值模拟是研究高边坡问题最常用的手段，随着计算机技术的进步更是得到了迅猛的发展。有限元法[2]、边界元法[3]、离散元法[4]、快速拉格朗日法[5]、DDA[6]、RFPA[7]、SPH[8]、XFEM[9]等方法在高边坡问题的分析中得到充分运用和发展。……