Page 76 - 2022年第53卷第12期

综上，为了真实反映土石坝心墙孔压与饱和度的耦合效应及其三维分布特征，本文首先将饱和度
作为初始材料参数引入到广义塑性本构模型中，建立了不排水条件下简化、高效的流固耦合分析方
法，并验证了该方法在模拟心墙坝填筑孔压和变形时的适用性。基于心墙实测饱和度随机分布规律和
三维流固耦合数值模拟，系统研究了两河口大坝心墙孔压分布特征及其形成机理。本文研究可为分析
超高心墙坝填筑期孔压发展规律及其影响提供可靠的支撑手段。

２ 两河口心墙坝孔压监测规律

两河口心墙坝位于四川省甘孜州雅江县，最大坝高 ２９５ｍ，坝顶宽 １６ｍ，河床部位心墙底高程
２５８０ｍ，坝顶高程 ２８７５ｍ，正常蓄水位 ２８６５ｍ，上下游坝坡坡度分别为 １∶２．０和 １∶１．９（考虑马道的综
合坝坡）。大坝施工过程中以左岸坝顶为原点，沿坝轴线共布设 ５个监测横断面。根据已有现场监测
资料 ［３］ ，选择 ０ ＋ ３４０ｍ横断面为典型断面，心墙中渗压计（ＰＤＢ）和电磁式沉降环（ＤＣ４）埋设位置如
图 １所示。截至 ２０２１年 ８月，大坝填筑至高程 ２８６０ｍ，此时心墙最大沉降为 ２９８５ｍｍ，位于 ０．５Ｈ
（Ｈ为坝高），如图 ２所示。

图 １ 典型断面心墙渗压计和电磁式沉降环分布

图 ３为心墙底部渗压计实测孔压时程以及填筑和水位的变化过程。可以
看到：（１）不同位置的渗压计孔压发展是同步的，并且与填筑高程变化呈正
相关关系；（２）２０２１年 ５月至 ８月水位增长 １０８ｍ，实测孔压仅增长 ０．１ＭＰａ
左右；（３）实测最大孔压为 ３．７４ＭＰａ，明显高于同类工程 （见研究背景部
分）。说明填筑期上游库水还未来得及渗入心墙，高孔压主要由填筑重力引
起的，因此本文分析中并未考虑上游水头入渗的影响。
图 ４为心墙渗压计测值沿高程的分布。如图 ４（ａ）所示，２０１９年 ８月不
同横断面同一高程孔压的相对差值达 ５２％；同一横断面上下游对称位置的
渗压计测值相对差值达 ９１％。如图 ４（ｂ）（ｃ），孔压随深度呈非线性递增规
律；不同高程孔压最大值所在位置沿高程是往复变化的，部分高程位于心 图 ２ 电磁式沉降环测值沿
墙边缘处。说明两河口大坝心墙孔压呈显著不均匀分布特征。 高程分布

图 ３ 心墙渗压计实测孔压时程
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