1.4　研究现状评述

世界上地质条件良好的坝址日趋减少，一些已建和许多可开发的坝址都在无限深或较深厚的覆盖层地基上，而防渗措施的设计不能再简单地套用现有的有限深透水地基的防渗设计的经验和方法，因此，国内外专家、学者也做了大量的工作。1980年，中国水利水电科学研究院的张有天等，提出了半无限域渗流问题的边界元法，但对土石坝的坝基渗流控制没有作过探讨性的研究；同年，金沙煊在《水利水运科学》上发表了一篇针对无限深透水的闸基的渗流问题采用“展开法”求解有压渗流的文章，但并未对土石坝等大型水工建筑物进行论述；1981年，南京水利水电科学研究院的周保中研究了在无限深透水地基上修筑土石坝时渗流控制的计算问题，该计算采用保角变换的计算方法，假定铺盖和斜墙都为不透水的，把铺盖和坝基分为上游段至浸润线和坝坡上游交点为止的有压渗流和从此点起到下游段无压渗流两段，该方法的计算公式比较复杂，计算繁琐且仅对单一的坝型适用；1983年张有天在《水力发电》上发表了《边界元方法在渗流问题上的应用》一文，提到了该方法可以用来解决半无限深坝基的渗流问题，但并未进行具体的求解；1995年王晓松等在《黑龙江水专学报》上发表了《半无限深透水闸底上渗流场的解析分析》一文，采用了传统的有效阻力系数法来求解，计算方法适用类型十分有限且未对土石坝的渗流问题进行分析；1997年钟星等在《防渗技术》上发表了《无限深透水地基防渗板墙设置深度初探》一文，针对闸基的渗流问题进行研究，也采用的是有效阻力系数法，对土石坝的垂直防渗问题也未进行研究；1998年毛昶熙提出采用等效深度将无限深透水地基转化为有限深的情况进行计算，该方法计算出的渗流量不能代表实际的大坝渗流量，渗透坡降能满足要求；2005年，内蒙古民族大学的杨德全等研究了混凝土坝在坝基不设防渗体时的渗流问题，认为岩基为无限深透水地基，但对于加设防渗体时的渗流情况并未研究；新疆农业大学的白俊文、袁莹、李建华和陈亮亮四位研究者分别在2005年、2007年和2008年利用边界元法对无限深透水坝基的渗流问题进行研究，建立起了无限深透水地基上土石坝坝基采用水平和垂直防渗体控渗时的边界元计算模型，但在计算中将单元划分过大，计算结果在精度上难以满足要求。

此外，在国外，1987年美国的Rizzo和Linzue等提出采用保角变换法来求解无限深透水地基的渗流问题，文中主要针对重力坝进行研究且并未对渗流量的大小进行计算；1994年美国的David Garrett采用有限单元法来数值模拟无限深透水地基的渗流问题，能较好地模拟实际的渗流问题，此后很长一段时间内，随着有限元大型计算软件的开发和应用，在国外对此类问题一般都采用有限元计算软件来模拟渗流边界，但共同的特点是将无限深地基转化为有限深地基，需要划分成千上万个单元，计算工作量非常大。2001年丹麦的Phi Van Nguyen等提出了有限元和边界元拟和的方法对无限深透水地基的渗流问题进行计算，大大减少了计算单元的数量，但该方法仍处于初探阶段，并未得到普及。除此之外，在国内外公开发表的论文，多限于施工技术方面，涉及到此类问题的理论成果还未曾见到。

本书在前人研究的基础上，利用现有的数学工具和物理模型试验手段，对无限深透水地基上土石坝坝基的渗流问题做了更加系统和深入的研究。