心墙材料各向异性对心墙坝渗流场的影响分析摘要：土石坝防渗功能的优劣主要取决于坝体材料的防渗系数。心墙坝中心墙是坝体的防渗部分，它对坝的渗透稳定起着至关重要的作用。本文结合工程实例，利用岩土工程专用软件GeoStudio建立了某心墙坝的平面有限元模型，考虑非饱和区的影响，在心墙材料各向异性的情况下，分别对其进行稳定-非稳定渗流有限元分析，探讨了渗流场的分布情况以及浸润线的变化规律。计算结果表明：由于非饱和区的存在及心墙材料的各向异性，心墙单宽渗流量和心墙下游逸出高度均增大；在非稳定渗流下，自由面变化比较明显，这些结论可以为以后的大坝结构设计以及施工提供一定的参考依据。Abstract：Theleakagepreventionfunctionofearthandrockfilldammainlydependsontheleakagepreventioncoefficientofthedambodymaterials.Thecenterwallofcorewalldamistheseepage-proofingpartofthedam，whichplaysavitalroleintheseepagestabilityofthedam.Combinedwithengineeringprojects，thepaperusesGeoStudiowhichisthespecialsoftwareofgeotechnicalengineeringtobuildtheplanefiniteelementmodelofacorewalldam，considerstheinfluenceofthenon-saturatedregiontoanalyzethestable-unsteadyseepagefiniteelementifthedamintheconditionofanisotropicofthecorewallmaterialsanddiscussesthedistributionofseepagefieldandthechangingruleoftheseepageline.Thecalculationresultsshowthatbecauseoftheanisotropicofthecorewallmaterialsinthenon-saturatedregion，thesingle-widthseepagedischargeofthecorewallandtheescapeheightinthebackwardpositionofthecorewallareincreasing，thechangesoffreesurfacearemoreobviousinunsteadyseepage.Theconclusionscanprovidesomereferencesforthedesignandconstructionofthedaminthefuture.关键词：心墙坝；自由面；渗流场；非饱和区Keywords：corewalldam；freesurface；seepagefield；non-saturatedregion中图分类号：TV223.4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）11-0114-040引言防渗功能是土石坝的主要应用功能之一。建造土石坝时，坝体材料的防渗参数直接决定了其防渗效果是否达标。良好的防渗功能有利于维护坝体的稳定性[1]。作为具有防渗功能的心墙坝，它的防渗作用对于维护大坝稳定运行至关重要。由于在筑坝过程中土石料是分层压实的，水平向和竖直向的渗透系数Kx和Ky实际上是不相同的，所以应该考虑材料的各向异性的影响。在水利工程中，材料各向异性对渗流场的影响愈来愈受到关注，各向异性材料的土坝会带来坝体内水头压力、浸润线抬高，坝下游出逸坡降增大等一系列现象，相对于各向同性材料对渗流场的危害更加明显[2-3]，说明心墙坝渗流分析中，对其防渗体心墙考虑各向异性，对于保证大坝的安全运行意义重大。近年来由于计算机技术的迅猛发展，使得数值计算在大坝的渗流分析中起的作用越来越明显，计算模型及数值计算方法的选取直接关系到计算结果的准确性。本文采用岩土工程专用软件GeoStudio计算了心墙坝非饱和区渗流，更重要的是考虑了心墙材料各向异性对坝体渗流场的影响，为以后同类工程的建设提供一定的参考资料[4]。1工程概况某粘土心墙土石坝的设计坝顶高程为327.50m，坝顶宽6.00m，设计最大坝高48.00m上游坝坡高程327.50m～312.50m之间为1：1.8，312.50m～297.50m之间为1：1.9，297.50m以下为1：2.0；下游坝坡高程327.50m～312.50m之间为1：1.75，312.50m～297.50m之间为1：1.8，297.5m以下为1：1.9。上下游坝坡在312.50m、297.50m上均---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---设置2.00m宽的马道。心墙顶高程325.70m，宽3.00m，心墙上下游坝坡均为1：0.3。大坝采用开挖截水槽回填粘土垂直防渗方案。2有限元模型的建立计算模型选取大坝的最大横断面，计算简图如图1所示。忽略上下游反滤层、上游坝坡及下游坝坡，计算模型坐标分别为X轴顺河向指向下游为正，Y轴沿坝高铅直向上为正；计算的范围为：以上、下游坝锺为起点，分别向上，下游各取20m，坝基向下取4...