技术连载丨岩土微技术-170 坝体渗流分析时，边坡迎水侧水位骤降。为什么边坡稳定性分析结果显示边坡最不利位置是在下游方向?

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　　迈达斯岩土系列产品简介：

　　midas GTS NX

　　midas GTS NX（New eXperience of Geo-Technical analysis System）是一款针对岩土领域研发的通用有限元分析软件，支持静力分析、动力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、固结分析、施工阶段分析、边坡稳定分析等多种分析类型，适用于地铁、隧道、边坡、基坑、桩基、水工、矿山等各种实际工程的准确建模与分析，并提供了多种专业化建模助手和数据库。

　　midas SoilWorks

　　midas SoilWorks提供二维岩土工程整体解决方案，覆盖隧道、边坡、软弱地基、基础、渗流以及动力分析等各种领域，并符合实际工程习惯及满足设计验算的需求。其基于CAD的操作环境，提供的网格自动生成功能，边界条件自动赋予、模型验检、参数化分析、模型间数据联动、结合规范的设计验算、便利的结果整理和计算书的输出功能，将极大提高岩土工程师的工作效率。

　　midas XD

　　midas XD 基坑一体化设计软件是针对土木基坑领域中的一款综合性设计软件，提供建模、分析、设计、施工图、工程量统计等一体化整体解决方案。可适用于岩土、建筑、桥梁基坑的设计，能够通过便捷的前处理建模功能，自动完成分析、设计、出图、工程量统计等一系列基坑设计作业。midas XD满足国内基坑规范中要求的传统计算方法的同时，还包含了剖面连续介质平面有限元法、内支撑平面杆系有限元法等FEM计算，提供了更多、更丰富的计算解决方案。

　　Q1:坝体渗流分析时，边坡迎水侧水位骤降。为什么边坡稳定性分析结果显示边坡最不利位置是在下游方向？这与极限平衡法分析得到的结果有区别。

　　A: 首先要明确一点，有限元软件是没有单独指定某一个方向输出安全系数的功能，坝体如果存在上下游的边坡，软件是会自动搜索出最不利的位置进行潜在滑弧以及安全系数的输出，一般情况下在进行坝体渗流分析之后，潜在滑动还是以下游为主，如下图所示。

　　图24 边坡滑面

　　出现这种问题的原因可能在于以下两点：

　　1.水位骤降高度较低，此时上游并没有出现较大的渗流所以对于上方边坡影响较小，此时上游并没有出现明显的边坡破坏，还是下游破坏为主。

　　图25 浸润线

　　2.上游出现较大的骤降，但是此时分析左右边坡时，同样还是以下游破坏为主，一般情况此时上下游都可能出现潜在滑弧，要具体分析两者的大小进行结果输出，如果出现了类似下图所示的上游渗流，此时边坡的潜在滑动面大概率会在上游出现。

　　图26 上游水位骤降

　　图27 滑面示意图

　　当上下游都出现潜在滑动带时，此时要根据具体位移情况已经塑性区等情况进行判断，一般认为颜色较深位置为最不利位置。

　　如果想要达到类似极限平衡所示的只有上游出现滑动带的情况，可以通过两种方式达到目的，第一种是不建立下游坡面，只建立上游坝体并且施加渗流边界条件。第二种把下游坝体设置为弹性或者抗剪强度指标较大的数值，人为控制下游不出现潜在滑动面。

　　极限平衡方法在输出对应的结果时，都需要指定边坡的滑动位置才可以直接输出对应结果，类似下图。