贮灰场是燃煤发电厂的重要组成部分,承担着燃煤灰渣的存储任务,是一个具有高势能的人造危险源,其稳定情况关系到人民群众的生命财产安全和生态环境。在众多灰场事故中,暴雨或连续降雨是导致灰场坝体变形甚至溃坝的重要原因。本文以娃娃沟贮灰场为研究对象,采用现场调查、室内试验结合理论分析和数值模拟的研究方法,对贮灰场在暴雨条件和连续降雨条件下的非饱和渗流场和贮灰坝稳定性开展系统研究,分析不同的降雨条件下贮灰场渗流场的分布情况,并在此基础上分析贮灰坝的稳定性,得出影响坝体稳定性的主要因素及其组合。主要取得以下研究结果:(1)通过现场动探试验可将灰坝内粉煤灰分为三层:(1)层稍密粉煤灰主要分布在子坝的上部,深度在1.9m~2.7m;(2)层中密粉煤灰主要分布在右坝肩附近,深度在3.6~7.2m;(3)层密实粉煤灰主要分布在子坝的底部。通过室内物理力学试验可知:粉煤灰属于粉土,塑性指数较小,颗粒大小集中在0.01mm~0.25mm,颗粒级配较差;该灰场粉煤灰属于弱透水材料,渗透性较弱;压缩性中等;抗剪强度低。(2)在降雨强度为68mm/h,降雨持续6小时的暴雨条件下,降雨强度大于土体的入渗能力,灰场表层会形成暂时的饱和区,并产生地表径流,雨水入渗的深度受降雨强度的影响相对较小,该工况下入渗深度随渗透系数的增大呈非线性增长;在降雨强度为3.4mm/h,降雨持续120小时的连续降雨条件下,降雨强度小于灰场的入渗能力,雨水会直接入渗到灰场内部,入渗深度较深,该工况下入渗深度随渗透系数的增大呈线性增长。(3)在降雨条件下,贮灰坝的总位移量随着降雨时间的增长而增大,安全系数随灰场渗透系数增大而减小,贮灰坝的稳定性降低。降雨时间越长贮灰坝的安全系数越低,贮灰坝的稳定性越差。通过拟合出的两种不同降雨情况下安全系数随灰场渗透系数变化的曲线图可以看出安全系数随渗透系数的增大呈二次项递减。贮灰场在长期积水工况下其安全系数最低,贮灰坝的稳定性最差。灰坝在长期积水的工况下是最危险的,在灰场的运行管理中应避免出现长期积水的情况。