基于復雜條件下土石圍堰滲流及穩定可靠度研究

石興鵬

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 引言

土石圍堰是水利工程中用于施工導流時的一種臨時性擋水建筑物，通過臨時性攔擋河水為永久建筑物的施工創造干地條件，其滲流及邊坡穩定問題在工程設計和施工中一直受到重點關注[1-2]。圍堰一旦失事，將影響施工進度，甚至威脅永久建筑物安全。 因此，有必要對土石圍堰的滲流及穩定特性進行研究。 影響圍堰滲流及穩定安全的因素十分復雜[3]，目前研究主要從內部因素[4]（堰體滲透系數、強度參數、幾何形狀等）及外部因素[5]（水位漲落、降雨等）出發，研究表明水位漲落與降雨是導致圍堰發生滲透破壞及邊坡失穩的直接誘因[6]。 史堯[7]等通過建立圍堰滲流及邊坡穩定分析模型，探討了深井降水對圍堰的滲流及邊坡穩定的影響，但其未考慮流固耦合影響。 劉聰聰[8]等運用波浪數學模型分析了強浪環境下圍堰工程附近波浪、水流作用對排水龍口的泄水能力及結構穩定的影響。 齊強[9]等針對某過水圍堰設計進行了滲流和邊坡穩定安全性分析，但其分析主要針對穩態工況。勞乃勝[10]等對水位升降狀態下的圍堰的滲流及邊坡抗滑穩定性進行了有限元模擬。

目前， 既有研究對土石圍堰的分析較少考慮到水位變動和降雨的共同影響， 且較少考慮滲流場和應力場的耦合作用， 對于現有的圍堰邊坡穩定分析， 多采用安全系數作為反映邊坡穩定的指標，但由于土體的空間變異特性，安全系數并不能反映邊坡的真實風險水平， 故需引入破壞概率及可靠性指標來進一步評判圍堰的穩定性。……