第四章土石壩自測題答案

1、第四章土石壩答案一、填空題1 碾壓式土石壩；水力充填壩；定向爆破堆石壩2. 均質(zhì)壩； 粘土心墻壩； 粘土斜心墻壩； 粘土斜墻壩。3. ;壩頂高程；寬度；壩坡；基本剖面4. 丫= R+e+A ； R:波浪在壩坡上的最大爬高 、e:最大風雍水面高度; A 安全加高。5. 馬道：坡度變化處6. 高出設計洪水位 0.3 0.6m且不低于校核洪水位：校核水位。7. 松散體；水平整體滑動 。8. 浸潤線;滲透動水壓力；不利 。9. 曲線滑裂面；直線或折線滑裂面10. 開挖回填法；灌漿法：挖填灌漿法11. 臨界坡降：破壞坡降 。12. 飽和:浮13. 護坡14. 粘性十截水墻：板樁：混凝十防滲墻15.滲流問

2、題16. 集中滲流；不均勻沉降17. 開挖回填法；灌漿法；挖填灌漿法。18. “上截下排”；防滲措施；排水和導滲設備、單項選擇題1. 土石壩的粘土防滲墻頂部高程應（B ）。A、高于設計洪水位B、高于設計洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位C、高于校核洪水位D高于校核洪水位加一定安全超高2. 關于土石壩壩坡，下列說法不正確的有（A）0A、上游壩坡比下游壩坡陡B、上游壩坡比下游壩坡緩C、粘性土料做成的壩坡，常做成變坡，從上到下逐漸放緩，相鄰坡率 差為0.25或0.5D斜墻壩與心墻壁壩相比，其下游壩坡宜偏陡些，而上游壩坡可適當放 緩些3. 反濾層的結(jié)構(gòu)應是（B ）。A、層次排列應盡量與滲流的方向水平

3、B、各層次的粒徑按滲流方向逐層增加C、各層的粒徑按滲流方向逐漸減小，以利保護被保護土壤D不允許被保護土壤的細小顆粒（小于 0.1mm的砂土）被帶走4. 砂礫地基處理主要是解決滲流問題，處理方法是“上防下排”, 屬于上防的措施有（ A ）。A、鉛直方向的粘土截水槽、混凝土防滲墻、板樁B、止水設備C、排水棱體D壩體防滲墻5粘性土不會發(fā)生（ A ）。A、管涌B、流土C、管涌或流土 D、不確定6下列關于反濾層的說法不正確的是（ B ）。A、反濾層是由23層不同粒徑的無粘性土料組成，它的作用是濾土排 水B、反濾層各層材料的粒徑沿滲流方向由大到小布置。C、相鄰兩層間，較小層的顆粒不應穿過粒徑較大層的孔隙D

4、各層內(nèi)的顆粒不能發(fā)生移動7土石壩上、下游壩面如設變坡，則相鄰壩面坡率差值一般應在（C ）范圍內(nèi)。A、 0.350.45 B 、 0.150.25C、0.25 0.50 D 、0.500.758一般壩頂不允許溢流的壩型為（ C ）。A、拱壩B、漿砌石壩C、土石壩D、混凝土重力壩9不能夠降低土壩壩體浸潤線的排水設備有（ C ）。A、堆石棱體排水B、褥墊式排水C、貼坡式排水D、管式排水10. 粘性土的填筑標準是（ D ）。A、最優(yōu)含水率B、孔隙率C、相對密度D、設計干重度及相應的含水率11. 土壩護坡的臨時緊急搶護措施之一是 （ C ） 。A、填補翻修B、干砌石縫粘結(jié)C、砂袋壓蓋D、框格加固12.

5、繞壩滲漏的具體表現(xiàn)是 （ B ） 。A、繞過壩的底部B、通過壩體端部兩岸山體C、從壩體穿過D、滲水從壩體和建筑物接觸面通過13當滑裂面通過無粘性土，壩坡部分浸入水中時為（ A ）形滑裂面A、折線B、直線C、曲線D、復合三、名詞解釋1土石壩指由當?shù)赝亮稀⑹匣蚧旌狭?，?jīng)過拋填、碾壓等方法堆砌成的擋水壩。2流土在滲流作用下，成塊土體被掀起浮動的現(xiàn)象稱為流土。3管涌 在滲流作用下，壩體或壩基中的細小顆粒被滲流帶走逐步形成滲流通道的現(xiàn)象稱為管涌。4流網(wǎng)在穩(wěn)定滲流的層流中， 水質(zhì)點運動軌跡構(gòu)成流線， 各流線上測壓管水頭相同點的連線為等水位線或者等勢線，流線與等勢線組成的網(wǎng)狀圖形叫做流網(wǎng)。5. 反濾層 由

6、耐久的、能抗風化的砂石料、非粘性土等組成的，一般為23 層不同粒徑材料排列，且垂直于滲流方向的可以保證濾土排水的設施。6浸潤線土石壩擋水后， 在壩體內(nèi)形成由上游向下游的滲流， 這在壩體中滲流的水面線則稱浸潤線。7褥墊排水在壩基面上平鋪一層厚約0.4 0.5m的塊石，用反濾層包裹，褥墊伸入至壩體內(nèi)，排水向下游方向設有縱坡。8粘性土截水槽當覆蓋層深度在15m以內(nèi)時，可開挖深槽直達不透水層或基巖，槽內(nèi)回填粘性土而成為截水墻或截水槽。9接觸滲漏是滲水從壩體與剛性建筑物接觸面、 壩體與壩基或岸坡的接觸面通過， 在壩后相 應部位逸出的現(xiàn)象。四、判斷題1上游壩坡長期處于水下飽和狀態(tài)，水庫水位也可能快速下降，

7、為了保持 壩坡穩(wěn)定，上游壩坡常比下游壩坡為緩。（V）2.土石壩的壩坡特征為，上部坡緩，下部坡陡。（X ）3心墻壩的上、下游壩坡均比斜墻壩的緩。（X ）4. 有限深透水地基上的心墻壩 , 一般都做有截水槽以攔截透水地基滲流。 心墻土料的滲透系數(shù)常比壩殼土料的小得多 , 故可近似地認為上游壩殼中無水頭損 失, 心墻前的水位仍為水庫的水位。（ V ）5. 在滲流作用下，壩體或壩基中的細小顆粒被滲流帶走逐步形成滲流通道 的現(xiàn)象稱為流土。（ X ）6. 粘性土的顆粒之間存在有凝聚力（或稱粘結(jié)力），滲流難以把其中的顆 粒帶走，一般不易發(fā)生流土。（ X ）7. 反濾層一般是由 2-3 層不同粒徑的非粘性土、

8、砂和砂礫石組成的。層次 排列應盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則按滲流方向逐層減小。（ X ）8. 土石壩失穩(wěn)形式主要是壩坡滑動或壩坡與壩基一起滑動。（ V ）9. 滑裂面通過無粘性土時，滑裂面的形狀可能是曲線。（ X ）10. 用瑞典圓弧法計算土石壩壩坡穩(wěn)定問題， 沒有考慮土條間的相互作用力， 計算出的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)偏小。（ V ）11. 簡化畢肖普法計算土石壩壩坡穩(wěn)定時， 近似考慮了土條間相互作用力的 影響。（ V ）12流土這種滲透變形主要發(fā)生在粘性土體的滲流出口處13用替代法計算下游壩坡穩(wěn)定時， 可將下游水位以上、 浸潤線以下的土體 在計算滑動力矩時用浮重度，而計算抗滑力矩時則用飽

9、和重度。（X ）14孔隙水壓力在土體滑動時能產(chǎn)生摩擦力，增大粘性土體的抗剪強度。（ X ）15心墻壩、斜墻壩作防滲設施的土料應具有足夠的防滲性與壩殼材料的滲 透系數(shù)之比最好不大于 1 100。（ X ）16非粘性土料是填筑壩體或壩殼的主要材料之一， 對它的填筑密度也應有 嚴格的要求。壓密程度一般用填土的干重度 丫d來表示。（X ）17斜墻與下游壩體之間，應根據(jù)需要設置過渡層。（ X ）18排水設施應具有充分的排水能力， 不至被泥沙堵塞， 以保證在任何情況 下都能自由地排出全部滲水。 （ v ）五、簡答題1土石壩的特點是什么？試與重力壩、拱壩作比較？答：1）可以就地取材，減小了工程造價 2）對各

10、種不同的地形、地質(zhì)和氣 候條件適應性較強 3）上下游壩坡平緩，壩體體積大，土石方量大，與重力壩相 比較來說：填筑體為松散體，抗剪強度低；抗侵蝕能力較重力壩差；散粒 體結(jié)構(gòu)，抗沖能力很低；土石料存在很大孔隙，易產(chǎn)生相對移動，在自重和水 壓力作用下，有較大的沉陷。2土石壩的主要類型有哪些？各有什么優(yōu)缺點？主要類型：按壩高分：低壩、中壩、高壩。按施工方法分：碾壓式土石壩、水力沖填壩、定向爆破堆石壩。按壩體材料分：土壩、土石混合壩、堆石壩共同優(yōu)點：易于取材，工程造價低，適應地形條件能力強，運用較安全可靠共同缺點：壩體平緩，體積大，土石方工程量大，需要一定的防滲設施。3 土石壩的基本剖面為什么是梯形？答

11、：土石壩基本剖面為梯形。這是根據(jù)壩高和壩的等級，壩型和筑壩材料特 性，壩基情況以及施工，運行條件等參照現(xiàn)有工程的實驗初步擬定， 然后通過滲 流和穩(wěn)定分析檢驗，最終確定的合理的剖面形式。4 確定土石壩壩頂高程和重力壩壩頂高程的不同點是什么？1） 重力壩壩頂高程：壩頂或防浪墻頂高程=設計洪水位+ h設 壩頂或防浪墻頂高程=設計洪水位+h校h = hl hz hc2）土石壩壩頂高程：水庫靜水位+超高（Y） Y=R+e+A 設計洪水位+正常運用情況的壩頂超高 校核洪水位+非常運用情況的壩頂超高 正常高水位+非常運用情況的壩頂超高+地震安全加高分別計算后，取其最大值即為壩頂高程5 土石壩的上、下游壩坡通

12、常采用值的范圍如何？為什么上游壩坡比下游 壩坡平緩？心墻壩：堆石：上游1 : 1.71 : 2.7下游1： 1.51 : 2.5土料：上游 1 : 2.51 : 3.5 下游 1： 21： 3.0人工材料面板壩：優(yōu)質(zhì)石料：上游1: 1.41 : 1.7良好堆石：下游1: 1.3 1 : 1.4卵礫石： 1：1.5 1 ： 1.6上游壩坡長期處于水下飽和狀態(tài)， 水庫水位也可能快速下降， 為了保持壩坡 穩(wěn)定，因此上游壩坡常比下游壩坡平緩。6滲流分析的任務是什么？有哪些方法？常用的理論方法是什么？它的基 本假定是什么？任務：確定壩體侵潤線和下游滲流出逸點的位置，為設計計算提供依據(jù)。 確定壩體與壩基的

13、滲流量，以便估計設備尺寸。 確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降，用以判斷該處滲透穩(wěn)定性 確定庫水位降落時上游壩殼內(nèi)自由水面的位置， 估算孔隙水壓力， 用來進 行上游壩坡穩(wěn)定分析。方法： 1、解析法（流體力學法，水利學法） 2、手繪流網(wǎng)法 3、實驗法 4、數(shù)值 法其中，常用的理論方法是水力學法， 其基本假定為達西定律和杜平假設， 建 立各段運動方程式，根據(jù)水流連續(xù)性再求解滲透流速，滲透流量和侵潤線等。7什么叫流網(wǎng)？它由哪些線構(gòu)成？繪制流網(wǎng)的基本原則是什么？土石壩滲 流域的邊界各是什么線？在穩(wěn)定滲流的層流中， 水質(zhì)點的運動軌跡 （流線）和各條流線上側(cè)壓管水頭 相同點的連線（等水位線或等勢線）組

14、成的網(wǎng)狀圖形叫流網(wǎng)。流網(wǎng)由流線、等勢 線和侵潤線構(gòu)成。繪制流網(wǎng)的基本原則： 1、流線和等勢線均是圓滑的曲線。 2、流線和等勢線是互 相正交的。 3、流網(wǎng)的網(wǎng)格畫成曲線正方形， 即網(wǎng)格的中線互相正交且長度相等。 4、邊界：上、下游水下邊坡線均為等勢線；初擬侵潤線及壩體與不透水地基接 觸線均為流線。下游坡出逸段即非等勢線也非流線。8敘述手繪流網(wǎng)的方法步驟？以不透水地基上均質(zhì)壩為例：首先，確定滲流區(qū)的邊界：上、下游水下邊坡線均為等勢線，初擬的侵潤線 及壩體不透水地基接觸線均為流線，下游坡出逸段既非等勢線也非流線， 其上各 點反映了該處逸出滲流的水面高度。其次，將上、下游水頭差分成n等分，每段為匸/n

15、，然后引水平線與 侵潤線相交，從其交點處按照等勢線與流線正交。依據(jù)原則繪制等勢線，形成初步的流網(wǎng)。然后，不斷修改流線與等勢線，必 要時進行插補，直至其構(gòu)成網(wǎng)格符合要求(扭曲正方形)即可。9 土石壩滲流變形有哪幾類？各自的特點是什么？(1) 管涌：滲流作用下，壩體、壩基中細小顆粒被逐步帶走形成滲流通道現(xiàn)象。常發(fā)生在壩下游壩或閘壩下游地基面滲流逸出處，無凝聚力的砂土，礫石砂土易發(fā)生臨界坡降一一大顆粒一一破壞坡降。(2) 流土：成塊土體被掀起浮動，主要發(fā)生在黏土及均勻非粘性土滲流出 口處，破壞坡降。(3) 接觸沖刷：滲流沿兩不同土壤接觸面流動，帶走細顆粒，使臨近接觸 面不同土層混合起來。(4) 接觸

16、流土和接觸管涌：滲流方向垂直于兩種不同土壤的接觸面。壩基 不同土層間滲流將一層細顆粒帶至另一層粗顆粒(管涌)；一層為黏土，含水量 大，凝聚力降低而成塊移動，甚至形成剝蝕(接觸流土)10. 防止?jié)B流變形的措施有哪些？常見的工程措施有：全面截阻滲流、延長滲徑、設置排水設施、反濾層或排 滲減壓井等。11. 重力壩與土石壩的穩(wěn)定概念有什么不同？影響土石壩穩(wěn)定的因素有哪 些？重力壩：依靠重力維持穩(wěn)定， 失穩(wěn)時， 先在壩踵處基巖和膠結(jié)面出現(xiàn)微裂松 弛區(qū)，隨后在壩址處巖基和膠結(jié)面出現(xiàn)局部剪切屈服， 進而范圍擴大向上游延伸， 最后形成滑動通道，導致大壩的整體失穩(wěn)。土石壩：也是依靠重力維持穩(wěn)定， 由于是散粒體堆

17、筑， 壩坡穩(wěn)定須采用肥大 的剖面，壩體不可能產(chǎn)生水平滑動， 其失穩(wěn)主要是壩坡滑動或壩頗， 壩基一起滑 動。影響因素：壩體滑坡猾裂面的形狀，壩體結(jié)構(gòu)，土料，地基的性質(zhì)，壩的工 作條件。12土石壩壩坡滑裂面的形狀有哪幾種？在什么情況下易產(chǎn)生何種滑裂面？土石壩壩坡滑裂面的形狀有三種： 曲線滑裂面、 直線或折線滑裂面、 復合滑 裂面。（1）曲線滑裂面：當滑裂面通過粘性土部位時，產(chǎn)生上緩下陡曲面，計算 中常用圓弧代替。（2）直線或折線滑裂面： 當滑裂面通過無粘性土時， 可產(chǎn)生直線或折線形， 面坡干燥或全部浸入水中時呈直線形，壩坡部分浸入水中時呈折線形。（3）復合滑裂面：當滑裂面通過性質(zhì)不同的幾種土料時，

18、可產(chǎn)生由直線和 曲線組成的復合形狀滑裂面。13圓弧法的基本假定是什么？如何用簡化的畢肖普法計算壩坡穩(wěn)定安全 系數(shù)？圓弧法的基本假定： 假定滑動面為圓柱面， 將滑動面內(nèi)土體視為剛性體， 邊 坡矢穩(wěn)時該土體繞滑弧圓心0作旋轉(zhuǎn)運動，計算時沿壩軸線取單寬按平面問題進 行分析。用簡化的畢肖普法計算壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)假設Xi =Xi 1，略去土條間的切向力，減小了計算工作量，當土條處于穩(wěn) 定狀態(tài)(k>1 )時，求任意條內(nèi)滑弧底面上抗剪強度與剪力 Ti的平衡，求出Ti。 因為各土條間相互作用力Xi、Ei均為大小相等，方向相反，在累加時相互抵消， 由滑動體平衡條件可求出。由于 mai中含有k，則要用試算法

19、，一般先假定k=1, 求出mai，再求k。若k>1，則用此k值求新的mai及k，反復34次，直到假定 k接近計算k時即可。14. 怎樣確定滑弧的最小穩(wěn)定安全系數(shù)？利用B.B方捷耶夫及費蘭鈕斯法結(jié)合應用，可認為最危險的滑弧圓心在扇形 面積中線附近，可按下面步驟計算出最小穩(wěn)定安全系數(shù)Kmin。(1) 在eg線上選取。1、6、°3為圓心，分別作通過點的滑弧并計算 各自的安全系數(shù)k，按比例將k值標在相應的圓心上，連成曲線找出相應最小 k 的圓心。4。(2) 通過eg線上k最小的點。4,作eg的垂線，在線上選°5等為圓心， 同樣分別過點作滑弧，找出最小的安全系數(shù)，按比例將標在點

20、的上方。(3) 根據(jù)壩基土質(zhì)情況，在壩坡或壩址外再選，同上述方法求出最小安全系數(shù)等，分別按比例標在點的上方，連接標注諸短線的端點，即可找出相應于計 算情況的壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)，一般要計算 15個滑弧才能求出、“山15. 土石料的填筑標準是什么？在土料設計中何種土料主要控制何種指標？土石料的填筑標準：對于粘性土，其指標是設計干重度及相應的含水量； 對 于非粘性土，其指標是相對密度；對于堆石料，其指標是孔隙率。16土石壩為什么要設防滲體？防滲體有哪些形式？土石壩擋水后， 在壩體內(nèi)會形成由上游的滲流， 這會使水庫損失水量， 還引 起管涌、流圖等滲透變形， 對壩頗穩(wěn)定不利， 必須在設計時采取防滲措施以減

21、少 滲漏，保證壩體滲透穩(wěn)定性，故要設防滲體。防滲體的形式： 1、黏土心墻 2 、黏土斜墻 3 、非土料防滲體17土壩排水設備的作用是什么？常用的壩體排水有哪些形式？ 土石壩排水設備的作用是：可以降低伸入壩體內(nèi)的水，有計劃地排出壩外， 以達到降低壩體浸潤線及孔隙水壓力， 防止?jié)B透變形， 增加壩坡的穩(wěn)定性， 防止 凍漲破壞的目的。常用的壩體排水形式： 1.貼坡排水； 2. 棱體排水；3.褥墊排水； 4. 管式排水； 5. 綜合式排水18土石壩為什么要設置反濾層？設置反濾層應遵循什么原則？通常應在 哪些部位設置反濾層？土石壩設置反濾層， 其目的是為了提高抗?jié)B破壞能力、 防止各類滲透變形特 別是防止管

22、涌。在任何滲流流入排水設施處一般都要設置反濾層。設置反濾層要遵循的原則是： 1.被保護土壤的顆粒不得穿過反濾層 2. 各層 的顆粒不得發(fā)生移動 3. 相鄰兩層間，較小的一層顆粒不得穿過較粗一層的孔隙 4. 反濾層不能被堵塞，而且應該具有足夠的透水性，以保證排水暢通 5.應保證 耐久、穩(wěn)定，其工作性能和效果應不隨時間的推移和環(huán)境的改變而遭受破壞。19簡述土壩砂卵石地基的處理方法砂卵石地基一般強度較大， 壓縮變形也較小， 對建筑在砂卵石地基上土石壩 的地基處理主要是解決滲流問題。滲墻、板樁和帷幕灌漿以及水平方向的防滲鋪蓋等； “下排”是指鉛直方向的減 壓井和反濾式排水溝以及水平方向的反濾式蓋重等。

23、20為什么要進行地基處理？這是因為地基的性質(zhì)對土石壩的構(gòu)造和尺寸有很大影響。 進行土石壩地基處 理 1. 可控制滲流，使地基以至壩身不產(chǎn)生滲透變形，并把滲流流量控制在允許 的范圍內(nèi) 2. 保證地基穩(wěn)定不發(fā)生滑動 3.控制沉降與不均勻沉降，以限制壩體裂 縫的發(fā)生。21. 土石壩與壩基、岸坡及其它建筑物連接時應注意什么問題？土石壩與壩基、岸坡及其他建筑物的接觸面都是防滲的薄弱部位， 在連接時， 必須妥善處理， 使其結(jié)合緊密， 避免產(chǎn)生集中滲流； 保證壩體與河床及岸坡結(jié)合 面的質(zhì)量， 不使其形成影響壩坡穩(wěn)定的軟弱層面； 并不致因岸坡形狀或坡度不當 引起壩體不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。22土石壩的檢查和養(yǎng)護

24、內(nèi)容是什么？土石壩的檢查工作包括四個方面： 經(jīng)常檢查、 定期檢查、 特別檢查和安全鑒 定。土石壩的養(yǎng)護主要包括以下幾方面的內(nèi)容： 1.保持壩面完整。 2.保持排水系 統(tǒng)暢通 3. 合理控制水庫水位 4. 加強安全管理 5. 觀測儀器設備的養(yǎng)護。23土石壩裂縫分哪幾種？其特征和處理方法是什么？（1） 1）按分布位置分表面裂縫；內(nèi)部裂縫。2）按走向分類橫向裂縫；縱向裂縫；水平裂縫；龜紋裂縫3）按裂縫成因分類干縮裂縫；變形裂縫；滑坡裂縫；凍融裂縫；水力劈裂；塑流裂縫；振動裂縫（2）處理：處理前，首先要根據(jù)出現(xiàn)部位、征兆、異常，確定具體位置， 再探明其大小、走向。常用方法：開挖回填法；灌漿法；挖填灌漿

25、法24分析土石壩運用中滲漏原因及處理措施。滲漏原因：壩體滲漏：設計考慮不周，施工質(zhì)量較差，管理不善 壩基滲漏： 地基處理不當，粘土鋪蓋尺寸不足， 排水系統(tǒng)堵塞， 空庫運用， 鋪蓋開裂 接觸滲漏： 壩基處理不徹底， 防滲體與壩基結(jié)合不當， 壩體與剛性建筑物 結(jié)合不當。 繞壩滲漏：岸坡山體單薄，岸坡巖性差，岸坡存在孔洞，岸坡天然鋪蓋破 壞。處理措施：要遵循“上截下排”原則，即在壩的上游壩體和壩基設防滲設施、 阻截滲水，在壩的下游設排水導滲設備。一般采用上游截滲法、下游導滲法。25土石壩滑坡的主要特征是什么？如何預防滑坡，并說明處理滑坡的措 施。（1）破壞形式：脫落，塌陷，崩塌，滑動，擠壓，鼓脹，溶

26、蝕。（2）破壞原因： 對波浪的沖擊破壞考慮不周 護坡結(jié)構(gòu)不合理 護坡施工質(zhì)量控制不嚴，干砌石不密實，空襲偏大，甚至出現(xiàn)架空 護坡材料選擇不當 在管理運用中，因庫水位驟降，護坡背面將形成較大的滲透壓力， 導致護 坡膨脹、破裂、掀起和滑動而破壞，維修不及時，破壞由小而大 嚴寒地區(qū)的冰凍影響。六、計算題1. 某均質(zhì)土壩修建在不透水地基上，壩體下游設有棱體排水，壩體土料的滲 透系數(shù)k =1 x 10-8 m/s，壩體斷面見下圖，試計算壩體的滲流量。單位:米解：求L',要求L',先求丄:上游壩m采用平均壩坡:10 2.751.5 10 2.5m2.720L = H1凹一比2718=7.59(m)2葉十12汽2.7 + 1L'= L 2 2.7415 2 -2 1.5-7.595.4430 -3 =43.99(m)h。-丄2 (出-H2)2 -L =.；43.992(18 -3)2 - 43.99二 2.49(m)1 10"2 43.9918