本文借助三维有限元软件ABAQUS和相关数学理论,对天然闸基、预制桩复合闸基和灌注桩闸基的渗流场进行分析研究,同时深入分析三种闸基对渗流场的影响,最后对降雨入渗时渗流场与应力场的耦合作用进行研究。全文主要研究内容如下：(1)阐述渗流的基本概念,介绍渗流场有限元数值分析的基本原理和稳定渗流场的变分原理,确定渗流场的初始条件和边界条件,引进大型有限元软件ABAQUS,对其用于渗流场分析研究的可行性进行分析,研究渗透坡降的有限元计算方法。(2)基于实际工程焦土港闸,建立天然软土地基和预制桩复合闸基渗流的三维有限元模型,分析其渗透水头、应力、位移和渗透坡降的分布,并对天然软土地基和预制桩复合闸基的各要素进行对比分析。(3)基于实际工程丁楼闸,建立灌注桩闸基渗流的三维有限元模型,考虑灌注桩扰动区范围内渗透系数的三种变化模式,因此对灌注桩桩周特征位置的渗流进行分析研究。比较三种模式下渗透水头、应力、位移和渗透坡降的分布,分析灌注桩闸基区域和扰动区内的渗流特性。(4)考虑上部结构荷载的影响,建立闸基在不同荷载作用下的有限元模型,分析天然闸基和预制桩复合闸基各特征点的渗透水头、应力、位移和渗透坡降。并且对影响较大的参数进行了拟合,找出相应的变化规律。对比两种闸基下渗透水头、应力、位移、坡降的变化曲线,计算预制桩闸基的消力池护坦防渗作用影响值,分析预制桩基础对渗流的影响。(5)采用基质吸力—饱和度—渗透系数耦合模型和Mohr-Coulomb屈服准则,建立某水闸的渗流场与应力场耦合的三维有限元模型,分析研究72h内降雨入渗时两岸土体和闸基土体的应力、应变、饱和度、等效塑应变随时间的变化关系。