杨青辉

(自贡市水利电力建筑勘测设计院，四川 自贡，643000)

土石坝是由土、砂石料等材料建成的坝，是历史最悠久、数量最多的坝型。我国小型水库众多，20世纪六七十年代建设的小型水库，其大坝多为土石坝，受历史条件、水库设计、施工技术以及运行管理等因素的制约，目前大多已成病险水库。对小型均质土石坝建立二维稳定渗流的有限元表达，计算结果表明均质土石坝的边坡抗滑稳定性受大坝渗流的影响很大。在大坝成功蓄水后，由于大坝上下游水头差，均质土坝坝体、坝肩及坝基会产生地下渗流，若防渗设施设置不当或被破坏，则渗透压力会造成渗流破坏，此外，坝体浸润线以下坝体填料处于饱和状态，抗剪强度指标降低会降低下坝坡的抗滑稳定系数[1]。因渗流破坏而造成土石坝失事的比例占到35%左右，对土石坝进行渗流分析，可了解土石坝渗漏机理，可有效布设防渗措施。

1 土石坝的渗流特性

均质土石坝基本为无压渗流，渗流状态可分为稳定渗流和不稳定渗流。稳定渗流主要在水库在正常蓄水位时；不稳定渗流主要在水库泄洪及对大坝整治时降低水位至死水位时，此时坝体内的浸润面会随着水位的下降而变化，需要考虑时间因素对坝坡稳定的影响。本文主要研究土石坝稳定渗流状态。土石坝中的渗流流速v和坡降的J的关系一般符合如下的规律：

ν=KJ1/β

(1)

式中：K为渗透系数；β为参量，层流时为1～1.1，紊流时为2，过渡流态时为1.1～1.85[2]。

在本次小型均质土石坝渗流分析中，假定渗流流速和坡降的关系符合达西定律(β=1)，坝体内各点和各个方向的渗透系数K是相同的[2-3]。……