土石坝是国内外被内广泛采用的坝型。但土石坝面临的渗流问题十分突出,是引起土石坝安全问题的主要原因。本文以自建成起长期存在渗漏问题的湖南肖家山水库为工程背景展开相关研究,具体研究内容和主要成果如下:(1)异常渗漏原因初步分析。分析肖家山水库坝体存在的异常渗漏现象,结合建造历史与历年来除险加固记录,推测多种可能原因。(2)由坝体材料和渗水明确异常渗漏原因。通过现场采集库水与渗漏水样,进行成分检测,分析pH值与钙离子浓度差异,表明地下径流较通畅,坝体渗漏带土体内部渗流流速快;采集坝顶、渗漏带上部、内部及下部土样,试验得到含水率、渗漏系数以及抗剪强度等,结果表明渗漏带土体含水率以及渗漏系数均高于其他部位,土体性能较差,推测渗漏带为冻伤的筑坝材料进而形成渗漏通道。(3)基于渗流数值分析评价大坝渗流性状。通过水工建筑物设计、施工、监测资料等,在ANSYS有限元软件中,建立了肖家山水库主坝三维可视化计算模型。对坝体除险加固前后不同工况下分别进行渗流计算,分析渗透坡降、自由面的变化规律,得出坝体渗漏量,确定防渗控制效果较弱部位,评价大坝渗流稳定性。(4)计算大坝高水位运行风险并提出加固运行策略。采用条件概率法计算风险,在现行调洪演算原则下,基于R-F法求解高水位风险与漫顶风险。针对异常渗漏问题提出相应的加固策略与运行方案。针对存在异常渗流问题的土石坝,除检测pH值与钙离子浓度外还可探讨渗漏水中其他成分作为判别依据。对此类存在松散填筑夹层的土石坝该如何进行经济有效的除险加固措施值得进一步探讨。