土石坝自测题及其答案

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．Y=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16.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；排水和导渗设备二、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）。A、层次排列应尽量与渗流的方向水平B、各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2～3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—0.45B、0.15—0.25C、0.25—0.50D、0.50—0.758．一般坝顶不允许溢流的坝型为（C）。A、拱坝B、浆砌石坝C、土石坝D、混凝土重力坝9．不能够降低土坝坝体浸润线的排水设备有（C）。A、堆石棱体排水B、褥垫式排水C、贴坡式排水D、管式排水10.粘性土的填筑标准是（D）。A、最优含水率B、孔隙率C、相对密度D、设计干重度及相应的含水率11.土坝护坡的临时紧急抢护措施之一是(C)。A、填补翻修B、干砌石缝粘结C、砂袋压盖D、框格加固12.绕坝渗漏的具体表现是(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、非粘性土等组成的，一般为2－3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，上游坝坡常比下游坝坡为缓。（√）2．土石坝的坝坡特征为，上部坡缓，下部坡陡。（×）3．心墙坝的上、下游坝坡均比斜墙坝的缓。（×）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。（√）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。（×）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。（×）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方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层减小。（×）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。（√）9．滑裂面通过无粘性土时，滑裂面的形状可能是曲线。（×）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。（√）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。（√）12．流土这种渗透变形主要发生在粘性土体的渗流出口处。（√）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。（×）14．孔隙水压力在土体滑动时能产生摩擦力，增大粘性土体的抗剪强度。（×）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。（×）16．非粘性土料是填筑坝体或坝壳的主要材料之一，对它的填筑密度也应有严格的要求。压密程度一般用填土的干重度γd来表示。（×）17．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。（√）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，土石方量大，与重力坝相比较来说：①填筑体为松散体，抗剪强度低；②抗侵蚀能力较重力坝差；③散粒体结构，抗冲能力很低；④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，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：①坝顶或防浪墙顶高程=设计洪水位+②坝顶或防浪墙顶高程=设计洪水位+2）土石坝坝顶高程：水库静水位+超高（Y）Y=R+e+A①设计洪水位+正常运用情况的坝顶超高②校核洪水位+非常运用情况的坝顶超高③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：①堆石：上游1：1.7~1：2.7下游1：1.5~1：2.5②土料：上游1：2.5~1：3.5下游1：2~1：3.0人工材料面板坝：①优质石料：上游1：1.4~1：1.7②良好堆石：下游1：1.3~1：1.4③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：①确定坝体侵润线和下游渗流出逸点的位置，为设计计算提供依据。设h校hczlhhhh②确定坝体与坝基的渗流量，以便估计设备尺寸。③确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降，用以判断该处渗透稳定性④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，然后引水平线与n/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（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：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