基于复杂条件下土石围堰渗流及稳定可靠度研究

摘要

研究基于非饱和渗流理论,采用蒙特卡罗方法对降雨及水位变动下的土石围堰堰身渗流及稳定情况进行有限元模拟,考虑渗流场和应力场的耦合作用,计算其上下游边坡失效概率,结果表明:水位变动及降雨共同作用时,围堰顶部区域孔隙水压力变化受降雨入渗影响较为显著;降雨强度对围堰上游边坡稳定性影响较小,对围堰下游边坡影响较大,且降雨强度越大,则围堰下游边坡失效概率越大,稳定性越差;水位上升速率越快,则围堰下游边坡失事的概率显著增加,失事风险越高,水位上升2m/d时,围堰下游边坡平均安全系数为0.98418,可靠性指数为-0.61682,失效概率为74.6%;水位下降工况下围堰上游边坡失事风险更大,而水位上升工况下围堰下游边坡失事风险更大。该研究成果为土石围堰遭遇复杂工作条件时进行风险分析和应急管理提供参考依据。