在无压渗流分析中,需要确定渗流自由面(二维渗流分析时为浸润线,三维渗流分析时为浸润面)的位置。所谓自由面是指其位置可以随着降雨、蒸发等因素的影响而自由变动；自由面上的压力为大气压。存在于自然界中的很多渗流现象都具有自由面,如坝体渗流、各种闸坝的绕坝渗流等。虽然此时渗流控制方程是线性的,但由于部分渗流区域边界(渗流自由面)是未知的,在渗流分析时需同时确定,使得这类问题变为非线性问题。本文基于连续介质和非连续介质(岩体裂隙网络)渗流理论,对渗流区域非线性问题进行了研究,主要完成了以下几个方面的工作：1.讨论了连续介质渗流和非连续介质(岩体裂隙网络)渗流的基本概念、渗流的运动规律、渗流场满足的基本方程及定解条件；讨论了利用有限单元法实施渗流分析的步骤,尤其针对单元的选择与插值函数的建立、渗流问题的变分原理、有限单元计算公式的推导、渗透矩阵的形成等实施步骤中的重要环节作了详细的阐述。2.对确定渗流区域边界的数值方法进行总结和归类,并对各种方法的优点和缺点进行了比较。3.在移动网格法的基础上,以渗透矩阵调整法为主线,经单元渗透矩阵调整法,最终将复合单元高斯点法应用于求解连续介质渗流区域非线性问题；相应地应用可视化编程工具Digital Visual FORTRAN 6.0,通过内嵌的Microsoft Developer Studio可视化集成开发环境,采用FORTRAN 90语言自主开发了二维、三维无压渗流分析有限元程序。4.针对三维裂隙网络渗流理论,编制了求解线性问题的相应程序；给出了利用复合单元高斯点法求解岩体裂隙网络渗流区域非线性问题的实施步骤,为深入研究该问题奠定了基础。5.将自己编制的三维无压渗流分析有限元程序应用于某尾矿坝的渗流分析中,通过与实测资料进行对比,进一步验证了程序的可行性。