水库运营、雨季洪峰、滑坡涌浪、溃坝等均会导致水库水位的涨落,岸坡在库水位涨落的影响下,产生动静水压力,改变岸坡应力水平,劣化岸坡岩体强度,引发失稳。但当下岸坡稳定性评价中,还没有一个公认的方法去考虑库水位涨落产生的动静水压力场。弄清库水位变化对岸坡的影响规律和特征的前提是库水位涨落条件下的渗流特征。但目前还缺少一个实用的手段和工具来计算三维裂隙网络渗流模型,因此很难建立考虑裂隙水渗流影响下的岸坡稳定性评价方法。本文的目的是建立一套工程实用的三维非连续介质数值模型,用于分析库水位涨落条件下的裂隙岩石岸坡渗流场及稳定性。首先考虑粗糙起伏单裂隙的渗流规律,修正立方公式,得到粗糙裂隙的等效隙宽,为三维裂隙网络渗流提供基本的计算参数。然后采用蒙特卡洛的方法,建立三维裂隙几何模型,合理简化,实现网格快速划分。再采用有限差分法、有限体积法求解三维裂隙网络渗流模型的恒定流数值解、非恒定流数值解。接着采用这套方法计算库水位涨落条件下的裂隙网络岩石岸坡的渗流场,建立浸润线方程,推导渗流过程产生的动静水压力场。最后将动静水压力场叠加到力学计算,得到岸坡的变形场和应力场,修正了岸坡稳定坡角线,建立了一套工程上方便好用的库水位涨落条件下的岩石岸坡稳定性评价方法。本文的主要研究内容和取得的成果如下:(1)采用计算流体力学的方法研究了不同粗糙度、隙宽、水力梯度、裂隙长度的粗糙起伏单裂隙水流动规律,根据等流量原则及立方公式,建立了等效隙宽的数学表达式:a_e=0.28a-0.12JRC-6.4I+2.3,为三维裂隙网络渗流计算提供了基本计算参数。(2)通过水岩作用试验研究,灰岩表面的粗糙度在水岩作用下变化较小。裂壁强度随着干湿循环次数的增加而逐渐降低,最后趋于稳定。根据巴顿公式,建立了长期库水位涨落条件下的综合φ值的折减值预测公式:Δφ=-lg(?)JRC。试验结果表明,灰岩在150次库水位涨落的折减值为1.3°。(3)针对当下还没有一套成熟的三维裂隙网络渗流数值计算方法,本文通过建立随机三维裂隙网络渗流模型,采用有限差分法和有限体积法进行数值求解,建立了一套实用的三维裂隙网络面状稳定渗流、非稳定渗流的计算方法。(4)通过采用三维裂隙网络恒定、非恒定渗流数值计算模型,建立了150多个不同裂隙隙宽、产状、库水位涨落幅度、库水位涨落速度、岸坡坡角、结构面间距、结构面贯通度的库水位涨落条件下三维裂隙网络岩石岸坡渗流模型,得到了不同因素对库水位涨落条件下的岩石岸坡渗流场的影响规律及浸润线特征。再采用多种相关性分析方法,确定了库水位涨落速度、隙宽、库水位涨落幅度是库水位涨落条件下岩石岸坡浸润线最主要的3个影响因素,岩层倾角、结构面间距是2个次要的影响因素。通过这5个因素,建库水位涨落条件下岸坡浸润线的数学表达式。(5)在库水位涨落条件下岸坡浸润线的基础上,推导了地下水渗流作用下的动静水压力计算公式,并基于计算流体力学理论,计算得到了粗糙起伏裂隙壁受到的切向力τ_e=0.0074b+0.0142JRC+60.4486I-0.1859。(6)通过本文的研究,建立了一套基于三维裂隙网络渗流原理的,库水位涨落条件下产生的动静水压力作用的岸坡稳定坡角线的确定方法。包括基于应力条件的渗流作用下的岸坡稳定坡角折减值Δα=6.884h_k-0.0485α+8.0953I+0.8。基于变形条件的岸坡失稳区宽度B=-0.004α~2+0.222α+0.017η+0.054F+3.466I-0.441L-1.1。将本文建立的方法应用于郑万铁路大宁河大桥桥基岸坡的稳定性评价,结果表明本文提供的相关计算分析方法是可行的、实用的。