在深厚覆盖层地区兴建水利水电工程,存在深基坑边坡稳定性、混凝土防渗墙结构安全及建基面承载特性等关键性技术问题,如何科学地分析论证这些问题直接涉及到工程的安全和投资。沙湾水电站厂房深基坑具有面积大、面临工程地质、水文地质条件复杂,开挖深度大和运行期长等特点,本文采用非线性有限元法和刚体极限平衡法系统研究深基坑工程中塑性混凝土防渗墙工作性状及开挖边坡的稳定性,并采用非线性有限元法对厂房坝段地基承载特性进行研究,主要成果包括:(1)根据沙湾厂房深基坑边坡地形、地质条件以及防渗墙特性,建立非线性有限元法和刚体极限平衡法计算模型,重点模拟防渗墙及砾石粘土层等不利条件。(2)运用非线性有限元法研究三种不同建基面高程防渗墙的工作性状,以及基坑开挖边坡的整体稳定性,确定厂房深基坑的建基面高程。(3)针对选定建基面高程方案,采用有限元法模拟基坑分层开挖过程,研究防渗墙工作性状及边坡的稳定性;论证含砾石粘土层对防渗墙工作性态的影响,揭示E-μ模型和E-B模型对防渗墙应力状态的影响,并研究防渗墙物理性状变化对墙体变形与应力的影响,为工程边坡的加固以及防渗墙的处理提供依据。(4)采用刚体极限平衡法中的毕肖普法,研究边坡分级开挖过程中边坡的整体稳定性;论证土钉墙布置方案的加固效果。(5)针对设计建议的建基面高程方案,结合沙湾厂房深基坑地形、地质以及厂房的几何和力学特性,建立厂房坝段地基承载特性研究三维非线性有限元计算模型。