单选题
271[单选题]对于河滩路堤稳定性,下列说法正确的是()
A
水位上升时,浮力不利于路堤稳定。
B
水位上升时,渗透动水压力能增加路堤稳定性。
C
水位骤降时,浮力增加路堤的稳定性。
D
以上说法都不正确。
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是河滩路堤在水位变化过程中的受力分析及其对稳定性的影响。我们需要分别分析水位上升和水位骤降两种情况下的浮力和渗透动水压力作用。
**1. 水位上升时的分析:**
* **浮力作用**:当水位上升时,路堤土体被水浸没,受到水的浮力作用。浮力会减小土体的有效重度(即土颗粒间的有效应力减小),从而降低土体的抗剪强度。因此,**浮力是不利于路堤稳定的**。选项 A 说法正确描述了浮力的不利影响,但我们需要结合选项 B 来看整体逻辑,或者看题目是否有更优解。等等,让我们仔细看选项 A 的表述:“水位上升时,浮力不利于路堤稳定。” 这句话本身在物理机制上是对的。但是,通常这类题目考察的是“渗透动水压力”的方向性影响。让我们继续分析其他选项。
* **渗透动水压力**:水位上升时,水从河滩向路堤内部渗透。此时,渗透水流的方向是指向路堤内部的(大致水平或斜向内)。渗透动水压力的方向与水流方向一致。对于路堤边坡而言,指向堤身内部的力有助于抵抗边坡土体向外滑动的趋势,因此,**水位上升时的渗透动水压力对路堤稳定性是有利的(即增加稳定性)**。
**2. 水位骤降时的分析:**
* **浮力作用**:水位骤降,外部水位迅速降低,但路堤内部的水位由于渗透性限制下降较慢,导致路堤内部仍保持较高的孔隙水压力,浮力依然较大(或者说有效应力恢复滞后)。更重要的是,此时内外存在水位差。
* **渗透动水压力**:水位骤降时,水从路堤内部向河流方向渗出。渗透水流的方向是指向坡外的。渗透动水压力的方向也指向坡外。这个力会推动土体向下滑动,**严重降低路堤的稳定性**。这是河滩路堤最危险的工况之一。
* **关于选项 C**:“水位骤降时,浮力增加路堤的稳定性。” 这是错误的。首先,水位骤降的主要危害来自指向坡外的渗透动水压力;其次,浮力本身是减小有效应力的,始终是对抗重力、降低抗剪强度的因素,不会“增加”稳定性。即使考虑水位下降后浮力减小(有利于稳定),但选项强调的是“水位骤降时”这一动态过程,且通常伴随巨大的不利渗透压力,故该说法不准确且非主要矛盾,甚至可以说在骤降瞬间,高孔隙水压力(类似浮力效应)维持较高,是不利的。
**3. 综合对比选项:**
* **选项 A**:“水位上升时,浮力不利于路堤稳定。” —— 这句话本身是正确的物理事实。浮力确实减小了有效应力,不利于稳定。
* **选项 B**:“水位上升时,渗透动水压力能增加路堤稳定性。” —— 这句话也是正确的物理事实。水位上升,水向堤内渗,动水压力指向堤内,起到“压住”边坡的作用,有利于稳定。
**这里出现了一个常见的考点陷阱或题目语境问题。** 在岩土工程和路基路面工程中,讨论河滩路堤稳定性时,**渗透动水压力**往往是考察的重点,因为它的方向随水位升降而改变,对稳定性的影响具有决定性且易混淆。
* 如果这是一道单选题,且答案给的是 **B**,那么我们需要审视 A 为什么不被选为“最正确”或“命题人意图的正确项”。
* 实际上,A 和 B 的描述在机理上都是成立的。但在很多教材和考试语境中,可能会强调**动水压力**这种“主动”的水力作用对稳定性的具体贡献方向。
* 还有一种可能性:有些解析认为,水位上升时,虽然浮力不利,但饱和土的重度变化以及动水压力的有利作用可能占主导,或者题目旨在考察动水压力的方向性判断。
* 让我们再仔细推敲一下 A。浮力使土体有效重量减轻,抗滑力矩减小,确实不利。
* 让我们再仔细推敲一下 B。水位上升,水力坡度指向堤内,动水压力指向堤内,与潜在滑动方向相反,确实增加稳定性。
**为什么选 B 而不选 A?**
在某些工程力学分析中,可能会认为 A 选项虽然描述了现象,但 B 选项描述了水位上升特有的、区别于静水状态的**动力学稳定机制**。此外,也有可能是题目出题不够严谨,但在标准答案指向 B 的情况下,我们必须理解 B 的核心考点:**水位上升 -> 渗流指向堤内 -> 动水压力指向堤内 -> 阻碍滑动 -> 增加稳定性**。这是一个非常经典且重要的考点,用于对比水位骤降时的危险性。
*注:实际上,很多题库中这道题的 A 选项可能会被设计成错误的表述(例如“浮力有利于...”),或者题目是多选题变单选。但在当前给出的选项中,A 和 B 从纯物理角度看似都对。然而,在路基稳定性分析的特定语境下,**渗透动水压力对稳定性的影响(有利或不利)是区分水位升/降工况的关键特征**。水位上升时,动水压力是有利的;水位骤降时,动水压力是不利的。这是核心考点。相比之下,浮力在任何浸水情况下都是减小有效应力的(不利),它不是区分升降水位对稳定性*差异*影响的关键变量。因此,B 选项更能体现水位上升这一特定工况下的稳定性特征。*
**更正与确认:**
让我们重新阅读常见教材表述。
- 水位上升:浮力作用使土体重度减小(不利);渗透动水压力指向堤身内部(有利)。
- 水位骤降:堤身内水向外渗,渗透动水压力指向堤外(极不利);同时堤身内水位高,浮力大(不利)。
如果必须选一个“正确”的说法,且答案是 B,那么命题人的逻辑通常是:
A 选项虽然陈述了浮力不利,但这是一种静态或普遍的不利因素。
B 选项指出了水位上升过程中,**渗透动水压力**这一特定因素起到了**增加稳定性**的作用,这是水位上升工况区别于其他工况(如骤降)的一个显著且积极的力学特征,常作为知识点进行考核。
**排除法分析:**
* **C 错误**:水位骤降时,渗透动水压力指向坡外,极大降低稳定性,而非增加。
* **D 错误**:因为 B 是正确的。
* **A 与 B 的权衡**:虽然 A 描述的事实(浮力不利)没错,但在该类题目的考查习惯中,往往侧重于**渗透动水压力**的方向及其对稳定性的**贡献**(增加或降低)。水位上升时,动水压力是“增加”稳定性的因素,这是一个反直觉(相对于骤降的危害)的重要知识点。因此 B 是本题想要考查的核心结论。
**总结解析:**
1. **水位上升时**:河水向路堤内部渗透,渗透水流方向指向路堤内部。根据达西定律及渗流力学原理,**渗透动水压力的方向与水流方向一致**,即指向路堤内部。这个力作用于土骨架上,相当于给边坡施加了一个指向堤身的推力,抵抗了土体向外的滑动趋势,因此**能增加路堤的稳定性**。故 **B 选项正确**。
2. 关于 A 选项:虽然水位上升时浮力确实会减小土体有效重度,从而在一定程度上降低抗剪强度(不利于稳定),但在单选题中,B 选项所描述的“渗透动水压力增加稳定性”是水位上升工况下特有的、重要的力学平衡机制,也是与水位骤降工况(动水压力降低稳定性)形成鲜明对比的核心考点。在考试语境下,B 被视为最佳答案。
3. **水位骤降时**:路堤内部的水向河流方向渗透,渗透动水压力指向坡外,促使土体滑动,**严重降低**路堤稳定性。同时,路堤内部仍保持较高水位,浮力较大,也不利于稳定。故 **C 选项错误**。
因此,正确答案是 **B**。
题目纠错
2023年道路机场与桥隧工程公示题库
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