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；13. 護坡14. 粘性土截水墻：板樁：混凝土防滲墻15. 滲流問題16

2、. 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 ）。A、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. 反濾層的結構應是（ B）0A、層次排列應盡量與滲流的方向水平B、

3、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 ）0A、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各層內的顆粒不

4、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。A 0.35 0.45C、0.25 0.508. 般壩頂不允許溢流的壩型為（C ）0A、拱壩壩C、土石壩力壩9. 不能夠降低土壩壩體浸潤線的排水設備有（A、堆石棱體排水C、貼坡式排水10. 粘性土的填筑標準是（D ）oA、最優(yōu)含水率C、相對密度應的含水率11. 土壩護坡的臨時緊急搶護措施之一是（ CA、填補翻修結C、砂袋壓蓋B、0.15 0.25D、0.50 0.75B、漿砌石D混凝土重C ）°B、褥墊式排水D管式排水B孔隙率D設計干重度及相）°B干砌石縫粘D框格加固12. 繞壩滲漏的具體

5、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，水質點運動軌跡構成流線，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. 反濾層由耐久

6、的、能抗風化的砂石料、非粘性土等組成的，一般為2-3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，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以內時，可開挖深槽直達不透水層或基巖，槽內回填粘 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

7、可能快速下降，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、砂和砂礫

8、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。（ V ）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和重度。

9、（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）對各種

10、不同的地形、地質和氣 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 體結構，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

11、？答：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 hi 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

12、通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)。 確定壩體與壩基的滲

13、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，水質點的運動軌跡（流線）和各條流線上側壓管水頭 相同點的連線（等水位線或等勢線）組成的網(wǎng)狀圖形叫

14、流網(wǎng)。流網(wǎng)由流線、等勢 線和侵潤線構成。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 /n，然后引水平線與侵潤線

15、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) 接觸流土和接觸管涌：滲流方向

16、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面出現(xiàn)微裂松 弛區(qū)，隨后在壩址處巖基和膠結面出現(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，由于是散粒體堆筑，壩坡穩(wěn)定須采用肥大的剖面，壩

17、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，壩體結構，土料，地基的性質，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：當滑裂面通過性質不同的幾種土料時，可產(chǎn)生由直線和 曲線組成的復合形狀滑裂面

18、。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，一般先假定k=1, 求出mai，再求

19、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、2、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)，按比例將標在點的上方。(3) 根據(jù)壩基土質情況，在壩坡或壩址外再選，同上述方法求

20、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min15. 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

21、 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

22、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。處理方法是“上防下排”?！吧戏馈笔侵搞U直方向的粘土截水墻。混凝土防 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。20. 為什么要進行地基處理？這是因為

23、地基的性質對土石壩的構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，使其結合緊密，避免產(chǎn)生集中滲流；保證壩體與河床及岸坡結合 面的質量，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)護內容是什么？土石壩的檢查工作包括四個方面： 經(jīng)常檢查、

24、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：

25、設計考慮不周，施工質量較差，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，防滲體與壩基結合不當，壩體與剛性建筑物 結合不當。 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，溶蝕。(2) 破壞原因： 對波浪的沖擊破壞考慮不周 護坡結構不合理 護

26、坡施工質量控制不嚴，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 L :上游壩m采用平均壩坡:10 2.751.5 10 2.52 720L'Him12m12.7Hi187.59(m)2.71L 27.59 5.4 44301532 1.5243.99(m)ho丄2 (H1 H2)2 L.43.992(18 3)243.992.49(m)h。)22 (