渗流问题是土坝、堤防等工程领域的一个重要课题,特别是对于渗流自由面的问题,渗流自由面位置事先未知,自由面边界也是未知的,自由面和逸出面的存在使得渗流场的求解复杂化。本文在饱和-非饱和渗流理论的基础上,对饱和-非饱和渗流微分方程进行了变形,推导出了以饱和度和测压管水头为变量的渗流微分方程,利用饱和度的分布自动捕捉浸润线,避免了容水度和单位贮存量函数的使用。该模型能够求解饱和非饱和渗流的恒定与非恒定问题,为渗流研究提供一个了有力的工具和新的研究方向。本文首先对渗流程序进行了详细的介绍,包括方程的推导、求解及计算过程等,并对程序的改进部分进行了说明,说明了本程序的优越性。通过解析解及实验算例,对程序加以验证,并通过稳定、非稳定渗流分析,研究了初始条件、渗透系数、模型选取、水位变化等对堤坝渗流过程的影响。介绍了边坡稳定分析理论,采用极限平衡方法对渗流作用下的边坡进行稳定分析,并加以算例说明。最后将饱和—非饱和渗流模型用于工程实例,其二维模拟结果同渗流电模拟实验结果进行了对比,证明本文的渗流模型完全能够准确计算坝内的渗流浸润线以及逸出面位置,为堤坝的工程设计提供参考。