土石坝自测题及其答案

1、第四章土石坝答案一、填空题1 碾压式土石坝；水力充填坝；定向爆破堆石坝2. 均质坝； 粘土心墙坝； 粘土斜心墙坝； 粘土斜墙坝。3. :坝顶高程；宽度；坝坡；基本剖面4. 丫= R+e+A； R:波浪在坝坡上的最大爬高、e:最大风雍水面高度; A 安全加高。5. 马道；坡度变化处6. 高出设计洪水位 0.3 0.6m且不低于校核洪水位；校核水位。7. 松散体；水平整体滑动 。8. 浸润线;渗透动水压力；不利 。9. 曲线滑裂面；直线或折线滑裂面10. 开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法11. 临界坡降；破坏坡降。12. 饱和;浮13. 护坡14. 粘性土截水墙：板桩；混凝土防渗墙15. 渗流问题1

2、6. 集中渗流；不均匀沉降17. 开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法。18. “上截下排”；防渗措施；排水和导渗设备、单项选择题1. 土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（B ）。A、高于设计洪水位B、高于设计洪水位加一定超高，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. 关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（A ）。A、上游坝坡比下游坝坡陡B、上游坝坡比下游坝坡缓C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为0.25或0.5D斜墙坝与心墙壁坝相比，其下游坝坡宜偏陡些，而上游坝坡可适当放缓些3. 反滤层的结构应是（ B）0A、层次排列应尽量与渗流的方向水平B、各

3、层次的粒径按渗流方向逐层增加C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤D不允许被保护土壤的细小颗粒（小于 0.1mm的砂土）被带走4. 砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排” , 属于上防 的措施有（ A ）。A、铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩B、止水设备C、排水棱体D坝体防渗墙5粘性土不会发生（A ）。A、管涌B、流土C、管涌或流土D不确定6下列关于反滤层的说法不正确的是（B ）。A、反滤层是由23层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排 水B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。C、相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙D各层内的颗

4、粒不能发生移动7土石坝上、 下游坝面如设变坡， 则相邻坝面坡率差值一般应在 （ C ）范围内A、0.35 0.45C、0.25 0.508一般坝顶不允许溢流的坝型为（C ）。A、拱坝坝C、土石坝力坝9不能够降低土坝坝体浸润线的排水设备有（A、堆石棱体排水C、贴坡式排水10. 粘性土的填筑标准是（ D ）。A、最优含水率C、相对密度应的含水率11. 土坝护坡的临时紧急抢护措施之一是 （ CA、填补翻修结C、砂袋压盖B、 0.15 0.25D 、 0.50 0.75B、浆砌石D混凝土重C ）。B、褥垫式排水D管式排水B孔隙率D设计干重度及相）。B干砌石缝粘D框格加固12. 绕坝渗漏的具体表现是 （

5、 B ）A、绕过坝的底部B、通过坝体端部两岸山体C、从坝体穿过D渗水从坝体和建筑物接触面通过13当滑裂面通过无粘性土，坝坡部分浸入水中时为（A ）形滑裂面。A、折线B、直线C曲线D复合三、名词解释1土石坝指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆砌成的挡水坝。2流土在渗流作用下，成块土体被掀起浮动的现象称为流土。3管涌在渗流作用下，坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道的现 象称为管涌。4流网在稳定渗流的层流中， 水质点运动轨迹构成流线， 各流线上测压管水头相同 点的连线为等水位线或者等势线，流线与等势线组成的网状图形叫做流网。5. 反滤层由耐久的、能抗风化的砂石料、非粘性土

6、等组成的，一般为23 层不同粒径材料排列，且垂直于渗流方向的可以保证滤土排水的设施。6浸润线土石坝挡水后， 在坝体内形成由上游向下游的渗流， 这在坝体中渗流的水面 线则称浸润线。7褥垫排水在坝基面上平铺一层厚约0.4 0.5m的块石，用反滤层包裹，褥垫伸入至坝 体内，排水向下游方向设有纵坡。8粘性土截水槽当覆盖层深度在15m以内时，可开挖深槽直达不透水层或基岩，槽内回填粘性土而成为截水墙或截水槽。9接触渗漏是渗水从坝体与刚性建筑物接触面、 坝体与坝基或岸坡的接触面通过， 在坝后相 应部位逸出的现象。四、判断题1 上游坝坡长期处于水下饱和状态，水库水位也可能快速下降，为了保持坝坡稳定，上游坝坡常

7、比下游坝坡为缓。（V ）2土石坝的坝坡特征为，上部坡缓，下部坡陡。（ X ）3心墙坝的上、下游坝坡均比斜墙坝的缓。（ X ）4有限深透水地基上的心墙坝 , 一般都做有截水槽以拦截透水地基渗流。 心 墙土料的渗透系数常比坝壳土料的小得多 , 故可近似地认为上游坝壳中无水头损 失, 心墙前的水位仍为水库的水位。（ V ）5在渗流作用下，坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道 的现象称为流土。（x ）6粘性土的颗粒之间存在有凝聚力（或称粘结力），渗流难以把其中的颗 粒带走，一般不易发生流土。（ x ）7反滤层一般是由 2-3 层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的。层次 排列应尽量与渗流的

8、方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层减小。（x）8 土石坝失稳形式主要是坝坡滑动或坝坡与坝基一起滑动。（V ）9滑裂面通过无粘性土时，滑裂面的形状可能是曲线。（ x ）10、用瑞典圆弧法计算土石坝坝坡稳定问题， 没有考虑土条间的相互作用力， 计算出的抗滑稳定安全系数偏小。（ V ）11简化毕肖普法计算土石坝坝坡稳定时， 近似考虑了土条间相互作用力的影响。（ V ）12流土这种渗透变形主要发生在粘性土体的渗流出口处。（ V ）13用替代法计算下游坝坡稳定时， 可将下游水位以上、 浸润线以下的土体 在计算滑动力矩时用浮重度，而计算抗滑力矩时则用饱和重度。（x ）14孔隙水压力在土体滑动时能产生摩

9、擦力，增大粘性土体的抗剪强度。（x）15心墙坝、斜墙坝作防渗设施的土料应具有足够的防渗性与坝壳材料的渗透系数之比最好不大于 1 100。（ x ）对它的填筑密度也应有16非粘性土料是填筑坝体或坝壳的主要材料之一， 严格的要求。压密程度一般用填土的干重度丫d来表示。(x17斜墙与下游坝体之间，应根据需要设置过渡层。18排水设施应具有充分的排水能力， 不至被泥沙堵塞， 以保证在任何情况 下都能自由地排出全部渗水。（V ）五、简答题1土石坝的特点是什么？试与重力坝、拱坝作比较？答： 1）可以就地取材，减小了工程造价 2）对各种不同的地形、地质和气 候条件适应性较强 3）上下游坝坡平缓，坝体体积大，土

10、石方量大，与重力坝相 比较来说：填筑体为松散体，抗剪强度低；抗侵蚀能力较重力坝差；散粒 体结构，抗冲能力很低；土石料存在很大孔隙，易产生相对移动，在自重和水 压力作用下，有较大的沉陷。2土石坝的主要类型有哪些？各有什么优缺点？主要类型：按坝高分：低坝、中坝、高坝。按施工方法分：碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝。按坝体材料分：土坝、土石混合坝、堆石坝共同优点：易于取材，工程造价低， 适应地形条件能力强， 运用较安全可靠。共同缺点：坝体平缓，体积大，土石方工程量大，需要一定的防渗设施。3土石坝的基本剖面为什么是梯形？答：土石坝基本剖面为梯形。 这是根据坝高和坝的等级， 坝型和筑坝材料特 性

11、，坝基情况以及施工， 运行条件等参照现有工程的实验初步拟定， 然后通过渗 流和稳定分析检验，最终确定的合理的剖面形式。4确定土石坝坝顶高程和重力坝坝顶高程的不同点是什么？1）重力坝坝顶高程：坝顶或防浪墙顶高程 =设计洪水位+ h设 坝顶或防浪墙顶高程=设计洪水位+校：h = h| hz hc2） 土石坝坝顶高程：水库静水位+超高（Y）Y=R+e+A 设计洪水位+正常运用情况的坝顶超高 校核洪水位+非常运用情况的坝顶超高 正常高水位+非常运用情况的坝顶超高+地震安全加高分别计算后，取其最大值即为坝顶高程5 土石坝的上、下游坝坡通常采用值的范围如何？为什么上游坝坡比下游坝坡平缓？心墙坝：堆石：上游

12、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人工材料面板坝：优质石料：上游 1: 1.41 : 1.7良好堆石：下游1: 1.3 1: 1.4卵砾石：1: 1.5 1 : 1.6上游坝坡长期处于水下饱和状态，水库水位也可能快速下降，为了保持坝坡 稳定，因此上游坝坡常比下游坝坡平缓。6渗流分析的任务是什么？有哪些方法？常用的理论方法是什么？它的基本假定是什么？任务：确定坝体侵润线和下游渗流出逸点的位置，为设计计算提供依 确定坝体与坝基的渗流量，以便估计设备尺寸。 确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降，用以判断该

13、处渗透稳定 性 确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算孔隙水压力，用来进行上游坝坡稳定分析。方法：1、解析法（流体力学法，水利学法）2、手绘流网法3、实验法4、数值 法其中，常用的理论方法是水力学法，其基本假定为达西定律和杜平假设， 建 立各段运动方程式，根据水流连续性再求解渗透流速，渗透流量和侵润线等。7 什么叫流网？它由哪些线构成？绘制流网的基本原则是什么？ 土石坝渗 流域的边界各是什么线？在稳定渗流的层流中，水质点的运动轨迹（流线）和各条流线上侧压管水头 相同点的连线（等水位线或等势线）组成的网状图形叫流网。流网由流线、等势 线和侵润线构成。绘制流网的基本原则：1、流线和等势线均

14、是圆滑的曲线。2、流线和等势线是互 相正交的。3、流网的网格画成曲线正方形，即网格的中线互相正交且长度相等。4、边界：上、下游水下边坡线均为等势线；初拟侵润线及坝体与不透水地基接 触线均为流线。下游坡出逸段即非等势线也非流线。8.叙述手绘流网的方法步骤？以不透水地基上均质坝为例：首先，确定渗流区的边界：上、下游水下边坡线均为等势线，初拟的侵润线 及坝体不透水地基接触线均为流线，下游坡出逸段既非等势线也非流线， 其上各 点反映了该处逸出渗流的水面高度。其次，将上、下游水头差®分成n等分，每段为匚/n，然后引水平线与侵润线相交，从其交点处按照等势线与流线正交依据原则绘制等势线，形成初步的

15、流网。然后，不断修改流线与等势线，必 要时进行插补，直至其构成网格符合要求（扭曲正方形）即可。9土石坝渗流变形有哪几类？各自的特点是什么？（1）管涌：渗流作用下，坝体、坝基中细小颗粒被逐步带走形成渗流通道 现象。常发生在坝下游坝或闸坝下游地基面渗流逸出处， 无凝聚力的砂土， 砾石 砂土易发生临界坡降大颗粒破坏坡降。（2）流土：成块土体被掀起浮动，主要发生在黏土及均匀非粘性土渗流出 口处，破坏坡降。（3）接触冲刷：渗流沿两不同土壤接触面流动，带走细颗粒，使临近接触 面不同土层混合起来。（4）接触流土和接触管涌：渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面。坝基 不同土层间渗流将一层细颗粒带至另一层粗颗粒（

16、管涌）；一层为黏土，含水量 大，凝聚力降低而成块移动，甚至形成剥蚀（接触流土）10防止渗流变形的措施有哪些？常见的工程措施有：全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施、反滤层或排 渗减压井等。11重力坝与土石坝的稳定概念有什么不同？影响土石坝稳定的因素有哪 些？重力坝：依靠重力维持稳定， 失稳时， 先在坝踵处基岩和胶结面出现微裂松 弛区，随后在坝址处岩基和胶结面出现局部剪切屈服， 进而范围扩大向上游延伸， 最后形成滑动通道，导致大坝的整体失稳。土石坝：也是依靠重力维持稳定， 由于是散粒体堆筑， 坝坡稳定须采用肥大 的剖面，坝体不可能产生水平滑动，其失稳主要是坝坡滑动或坝颇，坝基一起滑 动。影响因素

17、：坝体滑坡猾裂面的形状，坝体结构，土料，地基的性质，坝的工 作条件。12. 土石坝坝坡滑裂面的形状有哪几种？在什么情况下易产生何种滑裂 面？土石坝坝坡滑裂面的形状有三种：曲线滑裂面、直线或折线滑裂面、复合滑 裂面。(1) 曲线滑裂面：当滑裂面通过粘性土部位时，产生上缓下陡曲面，计算 中常用圆弧代替。(2) 直线或折线滑裂面：当滑裂面通过无粘性土时，可产生直线或折线形， 面坡干燥或全部浸入水中时呈直线形，坝坡部分浸入水中时呈折线形。(3) 复合滑裂面：当滑裂面通过性质不同的几种土料时，可产生由直线和 曲线组成的复合形状滑裂面。13. 圆弧法的基本假定是什么？如何用简化的毕肖普法计算坝坡稳定安全

18、系数？圆弧法的基本假定：假定滑动面为圆柱面，将滑动面内土体视为刚性体，边 坡矢稳时该土体绕滑弧圆心0作旋转运动，计算时沿坝轴线取单宽按平面问题进 行分析。用简化的毕肖普法计算坝坡稳定安全系数。假设Xi =Xi 1，略去土条间的切向力，减小了计算工作量， 当土条处于稳 定状态(k>1 )时，求任意条内滑弧底面上抗剪强度与剪力 Ti的平衡，求出Ti。因为各土条间相互作用力 Xi、Ei均为大小相等，方向相反，在累加时相互抵消， 由滑动体平衡条件可求出。由于 mai中含有k，则要用试算法，一般先假定k=1, 求出mai，再求k。若k>1，则用此k值求新的mai及k，反复34次，直到假定 k

19、接近计算k时即可。14. 怎样确定滑弧的最小稳定安全系数？利用B.B方捷耶夫及费兰钮斯法结合应用，可认为最危险的滑弧圆心在扇形 面积中线附近，可按下面步骤计算出最小稳定安全系数Kmin。(1) 在eg线上选取。1、°2、°3为圆心，分别作通过点的滑弧并计算各自的安全系数k，按比例将k值标在相应的圆心上，连成曲线找出相应最小k的圆心。4。(2) 通过eg线上k最小的点。4，作eg的垂线，在线上选。5等为圆心， 同样分别过点作滑弧，找出最小的安全系数，按比例将标在点的上方。(3) 根据坝基土质情况，在坝坡或坝址外再选，同上述方法求出最小安全系数等，分别按比例标在点的上方，连接标

20、注诸短线的端点，即可找出相应于计 算情况的坝坡稳定安全系数，一般要计算 15个滑弧才能求出' min15. 土石料的填筑标准是什么？在土料设计中何种土料主要控制何种指标？土石料的填筑标准：对于粘性土，其指标是设计干重度及相应的含水量； 对 于非粘性土，其指标是相对密度；对于堆石料，其指标是孔隙率。16. 土石坝为什么要设防渗体？防渗体有哪些形式？土石坝挡水后，在坝体内会形成由上游的渗流， 这会使水库损失水量，还引 起管涌、流图等渗透变形， 对坝颇稳定不利， 必须在设计时采取防渗措施以减少 渗漏，保证坝体渗透稳定性，故要设防渗体。防渗体的形式： 1、黏土心墙 2 、黏土斜墙 3 、非土料

21、防渗体17土坝排水设备的作用是什么？常用的坝体排水有哪些形式？ 土石坝排水设备的作用是：可以降低伸入坝体内的水，有计划地排出坝外， 以达到降低坝体浸润线及孔隙水压力， 防止渗透变形， 增加坝坡的稳定性， 防止 冻涨破坏的目的。常用的坝体排水形式： 1.贴坡排水； 2. 棱体排水；3.褥垫排水； 4. 管式排水； 5. 综合式排水18土石坝为什么要设置反滤层？设置反滤层应遵循什么原则？通常应在 哪些部位设置反滤层？土石坝设置反滤层， 其目的是为了提高抗渗破坏能力、 防止各类渗透变形特 别是防止管涌。在任何渗流流入排水设施处一般都要设置反滤层。设置反滤层要遵循的原则是： 1.被保护土壤的颗粒不得穿

22、过反滤层 2. 各层 的颗粒不得发生移动 3. 相邻两层间，较小的一层颗粒不得穿过较粗一层的孔隙 4. 反滤层不能被堵塞，而且应该具有足够的透水性，以保证排水畅通 5.应保证 耐久、稳定，其工作性能和效果应不随时间的推移和环境的改变而遭受破坏。19简述土坝砂卵石地基的处理方法砂卵石地基一般强度较大， 压缩变形也较小， 对建筑在砂卵石地基上土石坝 的地基处理主要是解决渗流问题。处理方法是“上防下排”。 “上防”是指铅直方向的粘土截水墙。混凝土防 渗墙、板桩和帷幕灌浆以及水平方向的防渗铺盖等； “下排”是指铅直方向的减 压井和反滤式排水沟以及水平方向的反滤式盖重等。20为什么要进行地基处理？这是因

23、为地基的性质对土石坝的构造和尺寸有很大影响。 进行土石坝地基处 理 1. 可控制渗流，使地基以至坝身不产生渗透变形，并把渗流流量控制在允许 的范围内 2. 保证地基稳定不发生滑动 3.控制沉降与不均匀沉降，以限制坝体裂 缝的发生。21. 土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物连接时应注意什么问题？ 土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的接触面都是防渗的薄弱部位， 在连接时， 必须妥善处理， 使其结合紧密， 避免产生集中渗流； 保证坝体与河床及岸坡结合 面的质量， 不使其形成影响坝坡稳定的软弱层面； 并不致因岸坡形状或坡度不当 引起坝体不均匀沉降而产生裂缝。22土石坝的检查和养护内容是什么？土石坝的检查工作包

24、括四个方面： 经常检查、 定期检查、 特别检查和安全鉴 定。土石坝的养护主要包括以下几方面的内容： 1.保持坝面完整。 2.保持排水系 统畅通 3. 合理控制水库水位 4. 加强安全管理 5. 观测仪器设备的养护。23土石坝裂缝分哪几种？其特征和处理方法是什么？（1） 1）按分布位置分表面裂缝；内部裂缝。2）按走向分类横向裂缝；纵向裂缝；水平裂缝；龟纹裂缝3）按裂缝成因分类干缩裂缝；变形裂缝；滑坡裂缝；冻融裂 缝；水力劈裂；塑流裂缝；振动裂缝（ 2）处理：处理前，首先要根据出现部位、征兆、异常，确定具体位置， 再探明其大小、走向。常用方法：开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法24分析土石坝运用中渗漏

25、原因及处理措施渗漏原因：坝体渗漏：设计考虑不周，施工质量较差，管理不善 坝基渗漏：地基处理不当，粘土铺盖尺寸不足，排水系统堵塞，空库运用， 铺盖开裂 接触渗漏： 坝基处理不彻底， 防渗体与坝基结合不当， 坝体与刚性建筑物 结合不当。 绕坝渗漏：岸坡山体单薄，岸坡岩性差，岸坡存在孔洞，岸坡天然铺盖破 坏。处理措施：要遵循“上截下排”原则，即在坝的上游坝体和坝基设防渗设施、 阻截渗水，在坝的下游设排水导渗设备。一般采用上游截渗法、下游导渗法。25土石坝滑坡的主要特征是什么？如何预防滑坡，并说明处理滑坡的措 施。（1）破坏形式：脱落，塌陷，崩塌，滑动，挤压，鼓胀，溶蚀。（2）破坏原因： 对波浪的冲击

26、破坏考虑不周 护坡结构不合理 护坡施工质量控制不严，干砌石不密实，空袭偏大，甚至出现架空 护坡材料选择不当 在管理运用中， 因库水位骤降， 护坡背面将形成较大的渗透压力， 导致护 坡膨胀、破裂、掀起和滑动而破坏，维修不及时，破坏由小而大 严寒地区的冰冻影响。六、计算题1. 某均质土坝修建在不透水地基上，坝体下游设有棱体排水，坝体土料的渗 透系数k =1 x 10-8 m/s，坝体断面见下图，试计算坝体的渗流量。单位:米解：求L',要求L',先求 L :上游坝m采用平均坝坡:m=102751.51020mi-L = H11 H12mrh12718=7.59(m)2 2.71L=：L 2 2.74 15 2 -2 1.5二 7.59 5.4 430 - 3 = 43.99(m)h。二丄2(比-出)2 -L二.43.992(18-3)2 -43.99=2.49( m)4哙时十2 ho)21 10"